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Le plus puissant des quasars étonne les astronomes

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Grâce au VLT de l'ESO, des astronomes ont découvert un quasar extraordinairement puissant, émettant un flux d'énergie au moins cinq fois supérieur au record du genre, ou, si l'on préfère, représentant deux mille milliards de soleils. La surprise est que cette puissance... atteint enfin les valeurs que prédisait la théorie.

Cette vue d'artiste montre la matière éjectée de la région qui entoure le trou noir supermassif du quasar SDSS J1106+1939. Cet objet est caractérisé par les jets les plus énergétiques jamais vus, au moins 5 fois plus puissants que le jet le plus observé à ce jour. Les quasars sont des centres galactiques extrêmement brillants alimentés par des trous noirs supermassifs. De nombreux jets propulsent de grandes quantités de matière à l'intérieur de leurs galaxies hôtes, et ces flux de matière jouent un rôle prépondérant dans l'évolution des galaxies. Avant la découverte de SDSS J1106+1939, les jets observés n'étaient pas aussi puissants que ceux prédits par les théoriciens. Le quasar très lumineux apparaît au centre de l'image et le jet s'étend à environ 1.000 années-lumière de la galaxie environnante. © ESO

Les quasars constituent des centres galactiques extrêmement brillants alimentés par des trous noirs supermassifs. De nombreux jets propulsent d'énormes quantités de matière à l'intérieur de leurs galaxies hôtes, et ces flux de matière jouent un rôle prépondérant dans l'évolution des galaxies. Toutefois, jusqu'à présent, les jets des quasars observés n'étaient pas aussi puissants que le prévoyaient les théoriciens. Une nouvelle étude très détaillée a porté sur l'un de ces objets énergétiques (connu sous l'appellation SDSS J1106+1939) en utilisant l'instrument X-Shooter installé sur le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO à l'Observatoire de Paranal, au Chili.

Bien que les trous noirs soient connus pour absorber la matière, la plupart des quasars accélèrent également la matière environnante et l'éjectent à grande vitesse. « Nous avons découvert le jet de quasar le plus énergétique connu à ce jour. La vitesse à laquelle l'énergie est emportée par cette énorme masse de matière éjectée à grande vitesse de SDSS J1106+1939 est au moins équivalente à 2.000 milliards de fois la puissance du Soleil. C'est aussi environ 100 fois supérieur à la puissance d'éjection totale de la Voie lactée - un vrai monstre d'éjection, explique le responsable d'équipe, Nahum Arav (Virginia Tech, États-Unis). C'est la première fois que le jet mesuré d'un quasar atteint ce niveau de hautes énergies prévu par la théorie. »


Deux images du premier quasar identifié comme un objet cosmologique en 1962, prises par Hubble. 3C 273 se présente comme une étoile brillante avec un jet de matière en bas à droite de l'image de gauche. Sur l'image de droite, une technique de coronographie similaire à celle utilisée pour observer la couronne solaire montre quelques détails de la galaxie hôte du quasar. © WFPC2 : Nasa et J. Bahcall (IAS), A. Martel (JHU), H. Ford (JHU), M. Clampin (STScI), G. Hartig (STScI), G. Illingworth (UCO, Lick Observatory), the ACS Science Team, Esa

Un jet de matière démesuré pour le quasar SDSS J1106+1939

De nombreuses simulations théoriques suggèrent que l'impact de ces jets sur les galaxies environnantes pourrait résoudre certaines énigmes de la cosmologie moderne. On peut citer le lien entre la masse d'une galaxie et celle de son trou noir central, ou encore les raisons pour lesquelles il existe si peu de grandes galaxies dans l'univers. Toutefois, la question de savoir si les quasars ont été capables de produire des jets suffisamment puissants pour expliquer ces phénomènes est demeurée sans réponse jusqu'à présent.

Le jet nouvellement découvert se situe à environ 1.000 années-lumière du trou noir supermassif qui occupe le centre du quasar SDSS J1106+1939. Ce jet est au moins 5 fois plus puissant que celui issu du quasar détenteur du précédent record. L'analyse des chercheurs montre qu'une masse approximativement égale à 400 fois la masse du Soleil s'échappe du quasar chaque année, se déplaçant à une vitesse de 8.000 km/s. « Nous n'aurions pas pu faire cette découverte sans les données de grande qualité fournies par le spectrographe X-shooter du VLT, souligne Benoît Borguet (Virginia Tech), auteur principal de l'article. Pour la première fois, nous avons pu explorer en détail la région située autour du quasar. » L'équipe a également observé un autre quasar et trouvé que l'un et l'autre sont caractérisés par des jets intenses.

Il s'agit là d'exemples typiques d'une catégorie répandue de quasars, bien que peu étudiée auparavant. Ces résultats devraient donc être largement appliqués aux quasars lumineux qui parsèment l'univers. Benoît Borguet et ses collègues explorent à présent une douzaine de quasars similaires afin de confirmer la validité de ces résultats.

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