Des astronomes utilisant le Très Grand Télescope (VLT) de l'ESO ont découvert un quasar émettant un flux d'énergie considérable, au moins cinq fois supérieur au flux du quasar le plus puissant observé jusqu'à présent. Les quasars constituent des centres galactiques extrêmement brillants alimentés par des trous noirs supermassifs. De nombreux jets propulsent d'énormes quantités de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. Elle occupe de l'espace et la quantité de matière se mesure à l'aide de la...) à l'intérieur de leurs galaxies hôtes, et ces flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé dans les domaines suivants :) de matière jouent un rôle prépondérant dans l'évolution des galaxies. Toutefois, jusqu'à présent, les jets des quasars observés n'étaient pas aussi puissants que le prévoyaient les théoriciens.


Les quasars constituent les centres extrêmement lumineux de galaxies distantes qui sont alimentés par d'énormes trous noirs. Cette nouvelle étude très détaillée a porté sur l'un de ces objets énergétiques - connu sous l'appellation SDSS J1106+1939 - en utilisant l'instrument X-shooter installé sur le Très Grand Télescope (Un télescope (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir ») est un instrument optique qui permet d'augmenter la taille apparente des objets observés et surtout leur luminosité. Son rôle...) (VLT) de l'ESO à l'Observatoire de Paranal au Chili (1). Bien que les trous noirs soient connus pour absorber la matière, la plupart des quasars accélère également la matière environnante et l'éjecte à grande vitesse (La vitesse est une grandeur physique qui permet d'évaluer l'évolution d'une quantité en fonction du temps.).

"Nous avons découvert le jet de quasar le plus énergétique connu à ce jour. La vitesse à laquelle l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) est emportée par cette énorme masse (La masse est une propriété fondamentale de la matière qui se manifeste à la fois par l'inertie des corps et leur interaction gravitationnelle.) de matière éjectée à grande vitesse de SDSS J1106+1939 est au moins équivalente à deux millions de millions de fois la puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) du Soleil ((pourcentage en masse)). C'est également 100 fois supérieur environ à la puissance d'éjection totale de la Voie Lactée ( Anciennement, la Voie lactée ne désignait que la bande blanchâtre traversant le ciel nocturne. Il existe plusieurs interprétations mythologiques de la Voie...) - c'est un vrai monstre d'éjection", explique le responsable d'équipe, Nahum Arav (Virigina Tech, USA). "C'est la première fois que le jet mesuré d'un quasar atteint ce niveau de hautes énergies prévu par la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur l’observation ou...)."

De nombreuses simulations théoriques suggèrent que l'impact de ces jets sur les galaxies environnantes pourrait résoudre certaines énigmes de la cosmologie (La cosmologie est la branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système physique.) moderne, parmi lesquelles: comment la masse d'une galaxie est-elle liée à la masse de son trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’en échapper. De tels objets...) central ? Pourquoi existe-t-il si peu de grandes galaxies dans l'univers (On nomme univers l'ensemble de tout ce qui existe, comprenant la totalité des êtres et des choses (celle-ci comprenant ou non, selon les philosophies, les choses immatérielles) et les lois qui le régissent. Si l'on suppose qu'il y a plusieurs...) ? Toutefois, la question de savoir si oui ou non les quasars ont été capables de produire des jets suffisamment puissants pour expliquer ces phénomènes est demeurée sans réponse jusqu'à présent (2).

Le jet nouvellement découvert se situe à environ mille années-lumière du trou noir supermassif qui occupe le centre du quasar SDSS J1106+1939. Ce jet est au moins cinq fois plus puissant que celui issu du quasar détenteur du précédent record (3). L'analyse de l'équipe montre qu'une masse approximativement égale à 400 fois la masse du Soleil s'échappe du quasar chaque année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.), se déplaçant à une vitesse de 8000 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 seconde.) par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La...).

"Nous n'aurions pu faire cette découverte si nous n'avions disposé des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) de grande qualité fournies par le spectrographe X-shooter du VLT" souligne Benoît Borguet (Virginia Tech, USA), auteur principal de l'article. "Pour la première fois, nous avons pu explorer dans le détail la région située autour du quasar".

L'équipe a également observé un autre quasar que SDSS J1106+1939 et trouvé que l'un et l'autre sont caractérisés par d'intenses jets. Il s'agit là d'exemples typiques d'une catégorie répandue de quasars, bien que peu étudiée auparavant (4). Ces résultats devraient donc être largement appliqués aux quasars lumineux qui parsèment l'Univers. Borguet et ses collègues explorent à présent une douzaine de quasars similaires afin de confirmer la validité de ces résultats.

"J'ai cherché quelque chose de semblable pendant une dizaine d'années", nous dit Nahum Arav, "il est donc d'autant plus palpitant de trouver enfin l'un de ces monstrueux jets prédits par la théorie !" 


Notes:

(1) L'équipe a observé SDSS J1106+1939 et J1512+1119 en avril 2011 et mars 2012 en utilisant le spectrographe X-shooter installé sur le Très Grand Télescope (VLT) de l'ESO. En décomposant la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 0,38 à 0,78 micron (380 nm à 780 nm ; le symbole nm désigne le nanomètre). La lumière est intimement...) en ses différentes couleurs et en étudiant en détail le spectre résultant, les astronomes ont pu déduire la vitesse et d'autres propriétés de la matière située à proximité du quasar.

(2) Le puissant jet observé dans SDSS J1106+1939 transporte suffisamment d'énergie cinétique (L'énergie cinétique (aussi appelée dans les anciens écrits vis viva, ou force vive) est l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement. L’énergie cinétique d’un corps...) pour jouer un rôle essentiel dans les processus de "feedback" des galaxies actives, qui requièrent typiquement un apport d'énergie mécanique (L'énergie mécanique est une quantité utilisée en mécanique classique pour désigner l'énergie d'un système emmagasinée sous forme d'énergie cinétique et d'énergie potentielle...) correspondant à environ 5% de la luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) du quasar. La vitesse à laquelle l'énergie cinétique (Le mot cinétique fait référence à la vitesse.) est transférée par le jet correspond à sa luminosité cinétique.

(3) SDSS J1106+1939 est caractérisé par un jet dont la luminosité cinétique est d'au moins 1046 ergs s?1. La distance séparant les jets du quasar central (300 - 8000 années-lumière) était supérieure à la valeur attendue, ce qui suggère que nous observons les jets à grande distance de la région dans laquelle nous pensons qu'ils ont été pour la première fois accélérés (0,03 - 0,4 année-lumière).

(4) Une catégorie de quasars à large bande d'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une transition entre deux...) (appelés BAL).