
Image optique du quasar 3C 273, obtenue avec le télescope spatial Hubble. Le quasar réside au coeur d'une galaxie elliptique géante de la constellation de la Vierge, à une distance d'environ 2,5 milliards d'années-lumière. Un jet de matière provenant des régions centrales de la galaxie est visible à gauche de l'image.
© ESA / Hubble & NASA
Dans cette nouvelle étude, des astrophysiciens ont utilisé l'instrument Gravity du VLT pour plonger au coeur de 3C 273, le premier quasar identifié, situé au centre d'une galaxie à environ 2,5 milliards d'années-lumière. Selon une technique appelée interférométrie, l'instrument Gravity combine la lumière reçue par les quatre télescopes du VLT, au Chili. Equivalente à un télescope de 130 mètres de diamètre, cette combinaison offre aux astronomes un gain énorme en résolution spatiale puisqu'elle permettrait par exemple de déceler une pièce de 1 euro posée sur la Lune.

Cartographie de la vitesse des nuages dans le disque de gaz entourant le trou noir super-massif. Les points rouges correspondent à des nuages s'éloignant de l'observateur, les bleus à des nuages se dirigeant vers l'observateur. La simple distribution des points dans la figure démontre la rotation des nuages autour d'un axe de rotation coïncidant avec la direction du jet émis par le quasar.
© Collaboration Gravity
Ces résultats ont ainsi permis de « peser » le trou noir super-massif au coeur de 3C 273. La masse estimée grâce à Gravity, environ 300 millions de masses solaires, est conforme aux mesures antérieures obtenues par cartographie de réverbération, mais avec une précision 100 fois meilleure.
Gravity valide donc la méthode de « cartographie par réverbération » pour peser les trous noirs super-massifs et offre en outre une nouvelle méthode indépendante, et extrêmement précise, pour mesurer leur masse dans des milliers d'autres quasars.
Notes:
(1) Laboratoires impliqués: le Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (Observatoire de Paris-PSL/ CNRS/ Sorbonne Université/ Université Paris Diderot), l'Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (CNRS/Université Grenoble Alpes), membre de l'Observatoire des sciences de l'Univers de Grenoble, et le Laboratoire J-L Lagrange (CNRS/Université Nice Sophia Antipolis/Observatoire de la Côte d'Azur).
Source: CNRS