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Chasse aux quasars, galaxies de Seyfert et radiogalaxies

Dossier - Quasar : l'énigme des quasars
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Les quasars, ces astres extrêmement lumineux et lointains, sont identifiés : nous savons que ce sont des noyaux de galaxies très brillants. Leur nom signifie « quasi étoile ». Ils sont lointains, compacts et pleins d’énergie. Le dévoilement de leur mystère représente une magnifique page dans le livre des découvertes de l’astrophysique.

  
DossiersQuasar : l'énigme des quasars
 

Puisqu'ils sont visibles à grande distance, les quasars renvoient loin dans le passé et pourront donc servir à tester les théories cosmologiques. En effet, dans les années 1960, la théorie du Big Bang n'était pas aussi bien acceptée qu'aujourd'hui et cohabitait toujours avec celle d'un univers stationnaire et infini, éternel, sans commencement ni fin. La chasse aux quasars est donc ouverte. D'autres sources brillantes furent d'ailleurs découvertes, comme les noyaux des galaxies de Seyfert et ceux des radiogalaxies.

D'autres quasars furent découverts, et parfois avec des propriétés différentes ou complémentaires. Certains, comme 3C273, étaient des émetteurs radio, d'autres furent débusqués en raison de leurs couleurs bleues, d'autres enfin par la présence dans leur spectre de raies brillantes.

Vue d'artiste du quasar GB1508 (phénomène d'accrétion). © Nasa/CXC/M. Weiss

Carl Seyfert, Cygnus A et le centre des radiogalaxies

Les quasars furent également comparés aux fameuses « radiogalaxies », beaucoup plus proches celles-ci. L'une des sources radio les plus brillantes du ciel, Cygnus A, se trouve dans la constellation du Cygne.

Identifiée, sans l'ombre d'un doute, comme une galaxie elliptique, Cygnus A se révèle 100 millions de fois plus puissante que le centre actif de la Voie lactée. En 1943, l'astronome allemand Carl Seyfert analysait les spectres de galaxies spirales proches, sœurs de notre Galaxie et de la galaxie d'Andromède. Vues au télescope, on pouvait imaginer qu'une étoile s'était superposée à leur centre, comme par un effet de perspective. En réalité, ce n'était pas une illusion, mais bien leur noyau central qui rutilait d'un éclat particulièrement puissant.

Comme les quasars, ces noyaux, étaient trop petits pour que les télescopes alors en service en révèlent la structure. Carl Seyfert avait décidé d'appliquer la spectroscopie comme méthode systématique d'investigation. Les spectres de ces noyaux paraissaient étranges et éloignés de ceux des étoiles ordinaires mais Carl Seyfert ne trouva pas d'explications. Il venait pourtant d'observer, avec 20 ans d'avance, les mêmes raies que Marteen Schmidt (voir page 2 de ce dossier), mais beaucoup moins décalées.

Jet provenant du centre de la galaxie M87. © Wikipédia

Quasars, noyaux des galaxies de Seyfert et des radiogalaxies

La structure des quasars radio ressemble donc beaucoup à celle de leurs cousines, les puissantes radiogalaxies et les « Seyfert ». Cependant, sur l'échelle des puissances, ce sont les quasars qui l'emportent.

Il existe donc une parenté entre les quasars et certaines galaxies proches, bien que celles-ci soient moins puissantes qu'eux. Ces homologues des quasars sont dans les noyaux des galaxies de Seyfert et des radiogalaxies... Pendant des années, les astronomes ont pensé que ces objets étaient de nature différente. Nous allons montrer comment certains astronomes sont parvenus à rassembler l'ensemble de ces observations en un même concept, non sans avoir résolu au préalable le problème de leur source d'énergie.