Alignement de quasars sur plusieurs milliards d'année-lumière

Publié par Isabelle le 20/11/2014 à 12:00
Source: ESO
Le VLT révèle l'alignement des axes de trous noirs supermassifs sur une structure à grande échelle.


Vue d'artiste d'un étrange alignement des axes de rotation de quasars. Illustration: ESO/M. Kornmesser
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De nouvelles observations effectuées au moyen du Très Grand Télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) (VLT) de l'ESO au Chili ont révélé l'existence d'alignements à l'échelle des plus vastes structures connues de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.). Une équipe de chercheurs européens a découvert que les axes de rotation de trous noirs supermassifs situés aux centres d'un échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou...) de quasars sont parallèles les uns aux autres sur des distances de milliards d'années lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...). De plus, les axes de rotation de ces quasars ont tendance à être alignés sur les vastes structures de la toile cosmique au sein de laquelle ils résident.

Les quasars sont des galaxies (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...) dont le cœur abrite un trou noir supermassif (En astrophysique, un trou noir supermassif est un trou noir dont la masse est d'environ un million...) très actif. Ces trous noirs sont entourés de disques en rotation dont le contenu matériel, porté à très haute température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...), est bien souvent expulsé sous la forme de jets le long de leurs axes de rotation. La brillance des quasars peut surpasser celle de l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) des étoiles réunies dans leurs galaxies hôtes.

Une équipe menée par Damien Hutsemékers de l'Université de Liège (L’Université de Liège est une université de Belgique située à...) en Belgique a utilisé l'instrument FORS qui équipe le VLT pour étudier 93 quasars connus pour former de vastes regroupements sur des milliards d'années lumière, à l'époque à laquelle l'Univers était âgé du tiers de son âge actuel.

"La première singularité (D'une manière générale, le mot singularité décrit le caractère singulier de quelque chose ou...) que nous avons relevée concerne les axes de rotation des quasars: certains d'entre eux étaient alignés par rapport à d'autres – en dépit du fait que ces quasars sont distants de milliards d'années lumière", nous confie Damien Hutsemékers.

Intriguée, l'équipe a cherché à savoir si les axes de rotation étaient liés, non seulement les uns aux autres, mais également à la structure de l'Univers sur de grandes échelles à l'époque considérée.

Lorsque les astronomes observent la distribution des galaxies à l'échelle de milliards d'années lumière, ils constatent qu'elles ne sont pas réparties uniformément dans l'espace. Elles forment une toile cosmique constituée de filaments et de réservoirs de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) d'immenses espaces vides d'où les galaxies sont quasi absentes. Cette distribution de matière, magnifique et surprenante à la fois, constitue ce que l'on nomme une structure à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un...).

Les nouveaux résultats obtenus par le VLT indiquent que les axes de rotation des quasars tendent à être parallèles aux structures à grande échelle auxquelles ils appartiennent. Ainsi, si les quasars se distribuent le long d'un filament, les axes de rotation des trous noirs centraux s'alignent sur le filament. Les chercheurs estiment à moins d'1 %, la probabilité (La probabilité (du latin probabilitas) est une évaluation du caractère probable d'un...) que ces alignements soient fortuits.

"L'existence d'une corrélation entre l'orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil...) des quasars et le structure à laquelle ils appartiennent est prédite par les modèles numériques d'évolution de notre Univers. Nos données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) apportent la toute première confirmation observationnelle de cet effet, à des échelles bien plus vastes que celle des galaxies classiques observée jusqu'à présent" ajoute Dominique Sluse de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) Argelander d'Astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...) de Bonn en Allemagne et de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Liège.

L'équipe ne pouvait observer directement les axes de rotation ni les jets des quasars. Elle a donc mesuré la polarisation ( la polarisation des ondes électromagnétiques ; la polarisation dûe aux moments...) de la lumière en provenance de chaque quasar (En astronomie, un quasar (pour source de rayonnement quasi-stellaire, quasi-stellar en anglais) est...) – 19 d'entre eux émettaient un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe...) fortement polarisé. Connaissant, entre autres choses, la direction de cette polarisation, ils ont pu déduire l'angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts...) du disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une...) d'accrétion (L'accrétion désigne en astrophysique, en géologie et en météorologie l'accroissement par...) puis déterminer la direction de l'axe de rotation du quasar.

"L'existence de tels alignements, à des échelles bien plus vastes qu'envisagé par les simulations actuelles, laisse entrevoir la possibilité que nos modèles d'univers actuels soient incomplets" conclut Dominique Sluse.


Vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités...), simulation de la structure a grande échelle. Illustration: ESO/Illustris Collaboration
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Note:
Ce travail de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) a fat l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) d'un article intitulé “Alignment of quasar polarizations with large-scale structures“, par D. Hutsemékers et al., à paraître dans l'édition du 19 novembre 2014 de la revue Astronomy & Astrophysics.

L'équipe est composée de D. Hutsemékers (Institut d'Astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche...) et de Géophysique, Université de Liège, Liège, Belgique), L. Braibant (Liège), V. Pelgrims (Liège) et D. Sluse (Institut Argelander d'Astronomie, Bonn, Allemagne; Liège).

L'ESO est la première organisation (Une organisation est) intergouvernementale pour l'astronomie en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un...) et l'observatoire astronomique (Un observatoire astronomique est un lieu destiné à l'observation astronomique. Les laboratoires...) le plus productif au monde (Le mot monde peut désigner :). L'ESO est soutenu par 15 pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue...): l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les...) également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) uniques, de classe internationale, au Chili: La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT "Very Large Telescope (Le Very Large Telescope (VLT) est un ensemble de 4 télescopes principaux et 4 auxiliaires...)", l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde...). C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) dans la lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre...). L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de...) de programmer la réalisation d'un télescope européen géant (E-ELT pour European Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'E-ELT sera "l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel".

Pour plus d'information voir:

- L'article scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...)
- Photos du VLT
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