Les quasars, correspondant aux noyaux actifs de galaxies, sont les objets les plus lumineux de l'Univers. Ils dégagent une énergie considérable, provenant du disque d'accrétion entourant le trou noir supermassif du centre galactique. Une nouvelle étude vient de démontrer qu'ils sont encore plus puissants que ce que l'on pensait !
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Parmi les objets les plus lumineux dans l'Univers, les quasars sont tout en haut de la liste. Ils tirent leur nom de quasi-stellar radiosource, signifiant que leur rayonnement ressemble à celui d'une étoile. Ils correspondent en réalité à ce que l'on appelle des noyaux actifs de galaxie : des trous noirs supermassifs se situant au centre des grandes galaxies et dévorant la matière qui les entoure. C'est justement cette matière en train de se faire aspirer qui émet les rayonnements intenses que l'on mesure ensuite. Elle forme un disque d'accrétiondisque d'accrétion tout autour du géant, avec un rayon allant jusqu'à 10 000 fois celui de l'horizon du trou noirtrou noir.
Nul doute que ces astresastres sont, en plus d'être particulièrement lumineux, tout aussi énergétiques. En effet, la matière émise par le disque d'accrétion se trouve sous forme de plasma, du gazgaz ionisé à des centaines de millions de degrés. Mais une étude récente publiée dans MNRAS ajoute un nouvel élément à notre connaissance de ces monstres d'énergieénergie. Ils sont encore plus puissants que ce que l'on pensait. C'est ce qu'ont déduit des chercheurs, après avoir étudié le cas particulier de NGC 5548.
Le phénomène d'absorption stellaire
NGCNGC 5548 est une galaxie lenticulairegalaxie lenticulaire qui possède en son centre un trou noir supermassiftrou noir supermassif de 40 millions de massesmasses solaires. Située à environ 235 millions d'années-lumièreannées-lumière, elle est connue des astronomes depuis 1784. Un effet avait déjà été constaté concernant son noyau actif : le phénomène d'écrantage. Il se produit lorsque le rayonnement X émis par la matière chauffée autour du trou noir ne se propage pas sur de longues distances, dans le cas où on trouve une densité de matière très élevée juste autour du trou noir. Ainsi, lorsque cela se produit, les scientifiques observent une baisse locale d'ionisationionisation de la matière plus éloignée du trou noir, signifiant que les rayons Xrayons X ne se sont pas propagés suffisamment loin.
Le nouveau phénomène qu'a mis en valeur l'équipe de l'Université de Californie concerne un nouveau type d'atténuation de la lumière, celui de l'absorption interstellaire. Car le trajet qu'effectue la lumière d'un astre jusqu'à nous ne se fait pas sans aucune rencontre. Au fur et à mesure, certaines longueurs d'ondelongueurs d'onde sont plus absorbées que d'autres, dépendant des poussières rencontrées dans le milieu interstellaire mais aussi de notre atmosphèreatmosphère. Si bien que l'on parle souvent de « rougissement » : la partie bleue du spectrespectre visible est plus absorbée que la partie rouge. Les chercheurs peuvent revenir à la brillance naturelle de l'étoile, ou magnitudemagnitude intrinsèque par différents calculs, impliquant notamment les raies certains éléments précis, comme le sodiumsodium ou l'héliumhélium.
Un rougissement de NGC 5548 sous-estimé
Connue depuis des années pour contenir un trou noir supermassif, la galaxie NGC 5548 a déjà été étudiée maintes fois, si bien que l'équipe de chercheurs disposait d'une base de donnéesbase de données bien fournie pour leur étude. Mais aucune méthode n'a pour l'instant été reconnue pour ces astres supermassifs. Ainsi, le rougissement, donc la brillance intrinsèque, a été estimé à différentes valeurs. De même pour la taille du disque d'accrétion, que de nombreuses études ont qualifié de « trop grand » par rapport à ce que la théorie a prédit. Un problème constaté pour 10 noyaux actifs de galaxiesnoyaux actifs de galaxies, d'après l'étude. Plusieurs solutions ont été proposées pour résoudre ce problème, impliquant soit un trou noir plus gros que les estimations, un « retraitement de la lumière par la matière à l'extérieur du disque » ou encore une sous-estimation de la luminositéluminosité du noyau galactique. C'est cette troisième hypothèse qu'ont testée les chercheurs.
Dans le cas de NGC 5548, ils ont voulu comparer différentes courbes de rougissement, sur la base de sept indicateurs différents, dont quatre concernent des raies de l'hydrogène. Ils ont constaté qu'en corrigeant le rougissement à partir de ces indicateurs, la taille du disque d'accrétion augmentait d'un facteur d'environ 2,6 ce qui correspondait à la théorie ! Ils ont donc constaté que « l'écart de taille du disque d'accrétion est principalement dû à la négligence du rougissement », impliquant que la galaxie NGC 5548 est plus lumineuse que ce que l'on pensait, en particulier dans les ultravioletsultraviolets.
« Le bon accord entre les différents indicateurs de la quantité de rougissement a été une agréable surprise », a déclaré dans un communiqué le Dr Martin Gaskell, premier auteur de l'étude et astronomeastronome à l'Université de Californie. « Il soutient fortement les théories simples d'émissionémission à partir de noyaux galactiques actifs. Les explications exotiquesexotiques des couleurscouleurs ne sont pas nécessaires. Cela simplifie la vie des chercheurs et accélère notre compréhension de ce qui se passe lorsque les trous noirs avalent de la matière »
