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Zoom sur le quasar MC2 1635+11.9 G, les coquilles sont bien visibles. Crédit: Canalizo (University of California, Riverside)
Les quasars sont de fabuleuses sources de rayonnement faisant partie des noyaux actifs de galaxiesnoyaux actifs de galaxies (AGN). Selon la théorie et les observations, il s'agit de trous noirs supermassifstrous noirs supermassifs en rotation, des trous noirs de Kerr, possédant des masses comprises entre quelques millions et quelques milliards de masses solaires. Ils sont alimentés en énergie par la chute de nuagesnuages de gaz vers leur centre et par l'éclatement d'étoiles s'étant approchées trop près d'eux.
Ils étaient plus nombreux dans le passé de l'UniversUnivers qu'aujourd'hui et on pense que tous les noyaux de grandes galaxies, comme notre Voie LactéeVoie Lactée, ont été des quasars au cours de leur histoire. Le déclin de la population de ceux-ci proviendrait d'une raréfaction du gaz dans la région entourant le trou noir central, mais surtout du fait que les collisions entre galaxies ont diminué depuis les premiers milliards d'années de l'existence de notre Univers observable.
En effet, ces collisions, avec parfois fusionfusion des galaxies et de leurs trous noirs centraux, devaient s'accompagner d'un réapprovisionnement en gaz du trou noir. Ce serait donc lors de ces collisions que les quasars se formeraient vraiment, bien que pour une période temporaire.
Trois vues de MC2 1635+11.9 G. Crédit: Canalizo (University of California, Riverside)
Le quasar MC2 1635+119 est particulièrement intéressant parce qu'il est relativement proche de nous, à peine deux milliards d'années-lumièreannées-lumière, et il est situé dans une galaxie elliptiquegalaxie elliptique. Ce genre de galaxie est en général pauvre en gaz et en poussières et représente le produit final d'une longue évolution, avec beaucoup de vieilles étoiles et un faible taux de formation de jeunes étoiles. Ce quasar s'est donc (r?)allumé récemment et sa proximité en fait un laboratoire de choix pour mieux comprendre aussi bien la structure que l'origine des quasars.
En utilisant HubbleHubble, les astronomesastronomes comme Gabriela Canalizo de l'Université de Californie, à Riverside, ont mis en évidence cinq coquilles d'étoiles entourant la galaxie elliptique. L'observation de telles coquilles n'est pas nouvelle, car l'on sait qu'environ 20 % des galaxies elliptiques en possèdent, mais il n'est pas courant de les trouver associées à une elliptique possédant un quasar.
Ces structures se forment en raison des forces de maréesforces de marées s'exerçant entre les galaxies, lorsqu'elles entrent en collision et fusionnent, d'après des simulations numériquessimulations numériques comme celle que montre la vidéo ci-dessous.
Collision entre deux galaxies suivie de leur fusion.
Comme des ronds dans l'eau
On peut aussi expliquer ces structures en coquilles par une image simple. Les milliards d'étoiles composant une galaxie se comportent un peu comme un fluide dans le puits de potentiel gravitationnel qu'elles génèrent, et qui les maintient ensemble. La collision peut donc se voir comme accompagnée d'un effet analogue à la chute d'une pierre dans un lac.
Les différentes coquilles d'étoiles sont alors comme les ronds dans l'eau du lac. Sauf qu'ici la distance séparant le centre de la galaxie de la coquille la plus lointaine est de 40.000 années lumière environ !
Pour Francois Schweizer du Carnegie Observatories à Pasadena en Californie: « C'est la plus spectaculaire galaxie à coquilles vue à cette distance ». D'après les simulations numériques, la collision à leur origine s'est produite il y a 1,7 milliard d'années, ce qui est consistant avec le fait que beaucoup d'étoiles dans la galaxie seraient vieilles de 1,4 milliard d'années, car les ondes de choc dans les nuages de gaz, suite à cette collision, auraient provoqué une flambée de production de nouvelles étoiles.
Pour Gabriela Canalizo, de telles structures ne se maintiennent qu'entre 100 millions d'années et un 1 milliard d'années. L'ensemble des observations, avec d'autres galaxies dans le même genre à cette distance, contribue donc à soutenir que c'est bien au moins lors de collisions titanesques entre galaxies que des quasars peuvent s'allumer.
L'étude de ces cas, récents à l'échelle de l'histoire de l'Univers, devrait nous permettre de mieux comprendre ce qui se passait avec l'allumage des premiers quasars, il y a plus de 10 milliards d'années.
