Les astronomes ont utilisé le réseau ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) et l'effet de lentille gravitationnelle pour suivre la source d'un événement de neutrinos de haute énergie et ont découvert de manière inattendue une galaxie lointaine avec une poussière profonde qui était cachée dans l'univers depuis longtemps. Cette galaxie s'appelle JCMT0402−0424 et se trouve à environ 11 milliards d'années-lumière de la Terre. L'équipe de recherche lui a donné un surnom plus frappant : "Shadow Blaster".

Initialement, les gens pensaient que son énergie provenait d’un trou noir supermassif, mais les dernières observations montrent que le véritable moteur de son activité pourrait être une formation d’étoiles extrêmement violente.

La découverte est directement liée à un événement de neutrinos de haute énergie appelé IC 210922A. L'événement a été détecté pour la première fois par l'observatoire de neutrinos IceCube en Antarctique, puis une équipe de recherche internationale de plusieurs institutions a effectué des observations de suivi dans l'espoir de trouver la source céleste des neutrinos. La plupart des rares sources de neutrinos connues dans le passé étaient liées à des trous noirs supermassifs, mais leur nombre était trop faible pour expliquer le grand nombre de neutrinos de haute énergie détectés par les astronomes dans l'univers.

Pour confirmer davantage la source du signal, les chercheurs ont utilisé ALMA et d'autres télescopes pour observer Shadow Blaster. La galaxie est presque complètement obscurcie par la poussière dans la lumière visible, mais elle est inhabituellement brillante aux longueurs d'onde submillimétriques et a donc été sous-identifiée. Plus important encore, il existe une autre galaxie entre la Terre et cette galaxie. Cette galaxie de premier plan agit comme une « lentille gravitationnelle », courbant et amplifiant les ondes radio à distance, ce qui équivaut à fournir aux astronomes un télescope naturel.

Grâce à cet effet de grossissement naturel, l’équipe de recherche a pu examiner la structure interne du Shadow Blaster plus en détail. Les résultats montrent qu’il n’y a aucun signe de rayonnement à haute énergie associé aux trous noirs supermassifs typiques à l’intérieur de la galaxie. Au lieu de cela, ils évoquent une autre explication : le gaz et la poussière ici sont probablement chauffés par des activités de formation d’étoiles inhabituellement fortes. Les chercheurs ont en outre découvert qu'il existe un « noyau compact » très dense au centre de la galaxie, avec une grande quantité de gaz et de poussière comprimée dans une zone d'environ 1 500 années-lumière. Cet environnement extrêmement dense constitue l’une des conditions idéales pour la production de neutrinos de haute énergie.

L’équipe de recherche estime que ce résultat ouvre une nouvelle direction pour comprendre la source des neutrinos de haute énergie dans l’univers. Dans le passé, les trous noirs supermassifs étaient généralement considérés comme les principaux producteurs de neutrinos, mais l'émergence de Shadow Blaster montre que les galaxies compactes riches en poussière et en explosions stellaires actives peuvent également être des sources importantes. Les chercheurs estiment que ces galaxies pourraient contribuer à une part importante du fond de neutrinos de haute énergie de l'univers, peut-être jusqu'à près de 20 %.

Cette recherche fournit également de nouveaux indices sur la question de longue date : « d’où viennent les neutrinos de haute énergie présents dans l’univers ? » Si les observations de suivi continuent de confirmer cette conclusion, alors la compréhension de la communauté astronomique de la source des neutrinos ne se limitera plus aux modèles dominés par les trous noirs, mais devra incorporer les galaxies cachées avec formation d'étoiles violentes dans le cadre explicatif principal. Il s’agit sans aucun doute d’un progrès important pour l’astrophysique moderne, et cela montre également que les galaxies obscurcies par la poussière et difficiles à observer directement pourraient détenir la clé pour résoudre les profonds mystères de l’univers.