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Les premiers quasars ont été détectés au début des années 1960 et ce n'est qu'en 1968 qu'est apparu le premier blazar. Il s'agissait de BL Lacertae. En réalité, on le connaissait déjà depuis 1929 mais on le prenait pour une étoile variable. De fait, les blazars se caractérisent par des variations assez rapides de leur luminositéluminosité.
Strictement parlant, les quasars et les blazars font partie de la même famille d'objets, les noyaux actifs de galaxiesnoyaux actifs de galaxies (NAG) et il existe un modèle unifié rendant compte des observations : un trou noir de Kerr supermassif en rotation accrétant de la matière.
Des processus de magnétohydrodynamique relativiste complexes conduisent alors à la formation de jets de particules et à des émissions d'ondes électromagnétiquesondes électromagnétiques dans les domaines radio, X et gamma. Lorsque qu'un jet de particule pointe dans notre direction, on observe un blazar. Si le jet est perpendiculaire, c'est alors un simple NAG, ou AGN en anglais. Enfin, en situation intermédiaire, on parle de quasar proprement dit (voir cette vidéo).
L'un des plus célèbres blazar est PKS 2155-304 et il est situé à 1,5 milliard d'années-lumièreannées-lumière dans la constellationconstellation du PoissonPoisson austral. Les astronomesastronomes l'observent dans le domaine gamma depuis des années, notamment avec le télescopetélescope High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S). Ils sont ainsi découvert qu'il était le siège de véritables sursautssursauts gamma qui, bien que moins violents que les GRB habituels, n'en sont pas moins spectaculaires.
Lorsque les photonsphotons gamma de PKS 2155-304, parfois plus de 50 millions de millions de fois plus énergétiques que ceux de la lumière visible, entrent en collision avec les atomesatomes de la haute atmosphèreatmosphère, des gerbes de particules secondaires sont produites. Se déplaçant plus vite que la lumière dans l'atmosphère (c'est-à-dire plus lentement que la lumière dans le vide), elles génèrent une véritable onde de choc optique. C'est l'effet CerenkovCerenkov. Ce sont les photons bleus émis par ce phénomène qui sont détectés par Hess.
Les télescopes H.E.S.S. : en Namibie, les quatre téléscopes identiques du High Energy Stereoscopic System détectent des éclairs ténus dans l'atmosphère engendrés par l'absorption des rayons gamma de ultra haute énergie. Crédit : H.E.S.S.
De quoi mieux comprendre les trous noirs supermassifs
Dans le domaine des rayons gammarayons gamma à plus basses énergiesénergies, les astronomes ont aussi observé PKS 2155-304 avec les instruments équipant le satellite Fermi simultanément avec Hess pendant de longues périodes. Pour compléter le tout, et toujours simultanément, ce sont les satellites SwiftSwift et Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) qui ont suivi l'activité de PKS 2155-304 dans le domaine des rayons Xrayons X.
La surprise est venue de la campagne d'observations entre le 25 août et le 6 septembre 2008. Lors des éruptions de PKS 2155-304 les flux gamma et X varient de concert, mais ce n'est plus le cas pendant les périodes calmes. Pire, Hess était aussi équipé de l'instrument Automatic Telescope for Optical Monitoring capable d'observer PKS 2155-304 dans le domaine visible. On s'est ainsi rendu compte que le flux dans le domaine visible suit celui dans le domaine gamma mais pas celui des rayons X ! C'est un peu comme si on découvrait qu'un morceau de métalmétal chauffé balayait le spectrespectre dans l'infrarougeinfrarouge et dans l'ultravioletultraviolet mais restait rouge dans le visible.
Personne ne comprend donc ce qui se passe mais les astrophysiciensastrophysiciens pensent qu'il s'agit là d'une fenêtrefenêtre ouverte sur les différents processus d'émissions en interaction et donc sur les entrailles de la machinerie responsable de l'extraordinaire luminosité des trous noirs supermassifstrous noirs supermassifs à l'origine des quasars.
