Les quasars seraient bien la signature visible de trous noirs supermassifs. C'est ce que démontre une étude effectuée par des chercheurs de l'Université d'Etat de l'Ohio, aux Etats-Unis.
Les quasars ont une apparence de petites étoiles, mais avec une luminosité exceptionnelle, bien plus importante que pourrait supposer leur petite taille. Les astronomes avaient émis l'hypothèse que ces objets stellaires pourraient être la signature visible d'un trou noir supermassif : le trou noir serait abrité au centre du quasar, et son disque d'accrétion émettrait le rayonnement détecté. Cette hypothèse est maintenant confirmée par l'observation.
Image optique du quasar RXJ1131-1231, amplifiée par lentille gravitationnelle.
La tache rouge au centre est la galaxie qui agit en tant que lentille,
les quatre taches lumineuses (trois en haut, une en bas) sont des images amplifiées du même quasar
Xinyu Dai et Christopher Kochanek, chercheurs et professeurs d'astronomie de l'Université d'Etat de l'Ohio aux Etats-Unis, ont utilisé la technique des lentilles gravitationnelles pour étudier le cœur de deux quasars et y détecter la présence d'un trou noir dans chacun d'eux. Les deux quasars étudiés se nomment RXJ1131-1231 et Q2237+0305. Pour chacun d'eux, ils ont observé la lumière qui leur parvenait amplifiée par la gravitation d'une galaxie située entre la Terre et le quasar. L'image 'agrandie' du quasar leur a permis de déterminer qu'il y avait bien un trou noir en son centre, et ils ont également pu mesurer la taille du disque d'accrétion.
On ne peut pas observer directement les trous noirs, car ils sont si massifs que même la lumière ne peut s'échapper de leur pesanteur. Mais la matière qui tombe dans un trou noir émet d'intense rayonnement à travers une large gamme de fréquences, y compris la lumière visible, les ondes radio, et les rayons X.
Schéma des émissions de rayons X en provenance du quasar RXJ1131-1231.
Ces rayonnements sont détectés à proximité du centre de l'objet,
là où la matière disparaît dans le trou noir central
Les observations sur ces quasars, effectuées à l'aide de télescopes dans le domaine visible et de l'observatoire spatial de rayons X Chandra, ont montré que l'énergie du rayonnement émis est de plus en plus importante au fur et à mesure que la matière d'accrétion s'approche du centre de l'objet, avant de disparaître dans le trou noir central avec une dernière émission de rayons X.
De observations sont en cours sur une vingtaine d'autres quasars, pouvant eux aussi bénéficier d'une lentille gravitationnelle.
