Une vue d'artiste de RadioAstron. © Lebedev Institute

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Quasar : une image spectaculaire grâce à un radiotélescope spatial

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En se joignant à nouveau à des radiotélescopes au sol, RadioAstron, le Hubble russe des ondes radio dans l'espace a permis la création d'un instrument équivalent à un radiotélescope de 350.000 km de diamètre. Il a permis d'observer comme jamais la naissance d'un jet de plasma à partir d'un quasar.

Nous venons enfin d'avoir des nouvelles fraîches de RadioAstron, l'équivalent russe de Hubble mais dans le domaine des ondes radio. Rappelons en effet qu'il s'agit d'un radiotélescope doté d'un miroir de 10 mètres de diamètre lancé du cosmodrome de Baïkonour, situé au centre du Kazakhstan. C'est de ce même cosmodrome que sont partis Youri Gagarine et Valentina Terechkova.

Il permet de faire de la synthèse d'ouverture avec des radiotélescopes au sol. En utilisant cette technique d'interférométrie, on peut alors disposer de l'équivalent d'un radiotélescope dont le diamètre du miroir peut se compter en milliers de kilomètres et même plus. RadioAstron se trouvant sur une orbite elliptique dont l'apogée se trouve à 360.000 kilomètres, il permet donc de réaliser l'équivalent d'un instrument de cette taille offrant, dans le domaine des ondes radio centimétriques à décacentimétriques, une résolution mille fois supérieure à celle de Hubble dans le visible !

Une présentation de RadioAstron et ses découvertes par Yuri Kovalev de l'Institut Lebedev à Moscou, le scientifique en charge du projet RadioAstron. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Mparovios3000

RadioAstron et les trous de vers

La mise en orbite de RadioAstron le 18 juillet 2011 a rendu possible au cours du temps l'observation de plus en plus fine des noyaux actifs de galaxies, avec une résolution jamais égalée jusqu'à présent. On espère ainsi, en particulier, pouvoir tester certaines de nos idées sur la nature des quasars, car les gains en résolution devraient nous révéler ce qui se passe au plus près de l'horizon du trou noir supermassif à l'origine du rayonnement des quasars.

Cela a donc ouvert des perspectives fantastiques comme l'a souligné le grand radioastronome Nikolaï Kardachev qui s'est impliqué dans ce projet. Il avait suggéré, avec le célèbre astrophysicien Igor Novikov, que certains noyaux actifs de galaxies pourraient bien être des trous de ver formés dans des phases très primitives de la naissance de l'univers !

Connectant notre cosmos avec des univers parallèles, ils pourraient ressembler à des trous noirs mais n'en seraient pas à cause de l'absence d'un horizon des évènements. Cette absence d'horizon et les modifications engendrées concernant les orbites des plasmas proches de l'entrée d'un trou de ver, confondue avec l'horizon d'un trou noir, pourraient être visibles avec la résolution record d'un radiotélescope dont le diamètre est de l'ordre de la distance de la Terre à la Lune. RadioAstron serait donc en mesure, peut-être, de départager ces deux théories concernant la nature des quasars.

Un montage d'artiste avec une vraie image de RadioAstron montrant en fausses couleurs le jet de plasma du quasar 3C 84. Le quasar se trouve dans la région brillante en haut à droite et la barre donne l'échelle en années-lumière. La résolution de l'image radio est cependant de 0,033 années-lumière environ, ce qui correspond à environ 100/300 fois le rayon du trou noir supermassif à l'origine du quasar. © Pier Raffaele Platania INAF/IRA ; ASC, Lebedev Institute (images de RadioAstron)

RadioAstron et les jets des quasars

Aujourd'hui, une équipe internationale de radioastronomes vient de publier dans le journal Nature Astronomy un article portant sur le dernier succès obtenu avec RadioAstron. Il s'agit d'une observation avec une résolution dix fois supérieure de l'un des jets de plasma générés par le quasar 3C 84 associée à la source radio Perseus A au cœur de la galaxie NGC 1275 située dans la constellation de Persée, à environ 240 millions d'années-lumière de la Voie lactée.

Les surprises ont été au rendez-vous. La base du jet observé s'est trouvée être bien plus large que ne le prédisaient les modèles les plus couramment considérés et qui font naître les jets des quasars dans l'ergorégion d'un trou noir de Kerr, une région comprise entre l'horizon des évènements et l'ergosphère d'un trou noir en rotation et où l'espace est en quelque sorte en rotation, entraînant avec lui un observateur en chute libre.

Au minimum, il va falloir affiner les modèles en question, ou carrément en prendre d'autres qui font naître les jets dans le disque d'accrétion autour du trou noir.

Une autre surprise est que la structure du jet diffère significativement de celle du jet déjà remarquablement imagé dans la galaxie M 87. Les chercheurs pensent que cela est dû à la différence d'âge de ces deux structures. Le jet de NGC 1275 n'aurait commencé à se former que depuis une décennie, ce qui offre d'ailleurs une opportunité unique de suivre la toute première croissance d'un jet de trou noir.

  • RadioAstron est un radiotélescope russe de 10 mètres de diamètre dans l'espace depuis 2011. Il permet de faire de la synthèse d'ouverture avec des radiotélescopes au sol, ce qui donne un instrument équivalent à un radiotélescope de 350.000 km de diamètre. Et donc des images 1.000 fois mieux résolues que Hubble, mais dans le domaine des ondes radio.
  • Son objectif scientifique principal est d'aider à percer les secrets des quasars, s'agit-il bien de trous noirs supermassifs ou de trous de ver, comment naissent les jets qui les accompagnent, etc.
  • Dernier succès en date, l'observation de la naissance du jet du quasar 3C 84 qui ne s'accorde pas vraiment avec les modèles théoriques dominants.
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