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Un trou noir supermassif au centre d'un quasar ?

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
 

Rien ne s'oppose à l'existence de trous noirs de plusieurs millions, voire plusieurs milliards de masses solaires. On connaît plusieurs mécanismes capables de les engendrer qui, dans tous les cas, requièrent simplement une colossale quantité de matière - qu'elle soit sous forme gazeuse ou stellaire - confinée dans une région suffisamment petite pour que seule la gravitation impose ses conditions.

Vue d'un quasar. © Macro-vectors, Shutterstock

L'endroit le plus naturel pour un grand rassemblement de matière est l'intérieur même des galaxies. Si l'on veut chercher ces trous noirs géants, les noyaux des galaxies actives sont donc les lieux les plus probables.

En haut : vue d’artiste d’un trou noir supermassif absorbant de la matière dans la galaxie RXJ 1242-11. En bas à gauche : photo prise dans les rayons X avec le télescope Chandra. En bas à droite : photo optique prise par l’ESO. © William Crochot, Wikipédia

Trou noir et quasar

Y a-t-il des raisons de penser qu'un trou noir pourrait se trouver au centre d'un quasar, ce qui expliquerait les propriétés étranges et tumultueuses de cet astre ? En 1959, en étudiant les noyaux actifs des galaxies découvertes par Carl Seyfert, Ludovik Woltjer constata :

Enfin, il calcula que le gaz turbulent qui donne naissance aux raies larges est lié au noyau par attraction gravitationnelle d'un corps massif. Ludovik Woltjer en déduisit une masse d'au moins un milliard de masses solaires !

La découverte des quasars quelques années plus tard a largement exacerbé ces conditions en les rendant plus extrêmes encore. Nous savons aujourd'hui que la région ultra-compacte d'un quasar est dix fois plus petite que celle que Ludovik Woltjer avait anticipée, voire parfois 1.000 fois plus petite, soit la dimension du Système solaire.