Déchiffrage de la roche de Rosette des noyaux galactiques actifs

Par: Monique Menard | 2020-04-17

Le jet de la galaxie active OJ 287, récemment étudié, sera utilisé pour décoder d’autres jets extragalactiques comme la pierre de Rosette, ce qui permettra de mieux comprendre l’activité mystérieuse des trous noirs supermassifs.

La galaxie OJ 287, avec au moins un trou noir supermassif actif, a soulevé de nombreuses questions. Le rayonnement émis par cet objet couvre une large gamme allant de la radio aux plus hautes énergies. La fréquence potentielle du rayonnement optique variable a fait de cette galaxie un candidat à l’accueil d’un trou noir binaire supermassif en son centre. L’objet a été baptisé la Pierre de Rosette des noyaux galactiques actifs dans l’espoir qu’un jour il expliquerait les propriétés de base des trous noirs actifs.

Aujourd’hui, une équipe internationale d’astronomes, dirigée par des chercheurs de l’Institut d’astronomie A. S. Pushkin, est en place. L’Institut d’astronomie Max Planck (Allemagne) a découvert que le noyau galactique actif OJ 287 génère un réactif qui se précomprime en douceur sur une échelle de temps d’environ 22 ans. La précession du jet observé peut également expliquer la variabilité du rayonnement de la galaxie. Cette détection résout de nombreuses énigmes à la fois et fournit une clé pour le comportement des noyaux galactiques actifs. Les conclusions sont publiées dans le journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Il a fallu beaucoup de temps pour déchiffrer les hiéroglyphes égyptiens. Elle y est finalement parvenue avec la pierre de Rosette, trouvée en 1799. La Stella était couverte de textes écrits trois fois de différentes manières: hiéroglyphes égyptiens anciens, écriture démoniaque et en grec ancien. Cela a ouvert une toute nouvelle fenêtre sur la culture de l’Égypte ancienne.


La pierre de Rosette au British Museum.

La galaxie OJ 287, située à une distance d’environ 3,5 milliards d’années-lumière de nous, contient au moins un trou noir supermassif actif. Il crée des jets, un flux de plasma émergeant dans la région centrale de la galaxie, observé sur les ondes radio. Le JO 287 est également une cible connue pour l’observation optique. Les fluctuations de luminance de cette galaxie en mode optique sont légendaires et sont surveillées depuis la fin du XIXe siècle, fournissant l’une des plus longues courbes de lumière en astronomie.

Cependant, malgré des décennies de surveillance radio de nombreuses sources de jet, les jets sont restés un mystère. Traditionnellement, l’origine des modifications de la luminosité du jet sur les ondes radio s’expliquait par le mécanisme d’alimentation du jet du système central de trous noirs. D’autre part, les caractéristiques mobiles observées dans les jets, appelées nœuds, sont liées aux phoques qui se déplacent dans le jet. Les chercheurs ont cherché le lien entre les deux phénomènes, mais ne l’ont pas trouvé jusqu’à présent.

L’équipe de recherche, dirigée par Silke Britzen, a utilisé une technique d’observation intelligente pour suivre le comportement du jet OJ 287 près du trou noir central. La technique de l’interférométrie radio inclut les radiotélescopes autour du globe. Ainsi, un télescope monstre virtuel du diamètre de la Terre peut s’approcher du centre même des galaxies et observer les jets près du trou noir central avec une résolution sans précédent.


Représentation artistique de la zone centrale de la galaxie active JO 287 avec jet de précession. La précession peut être causée par un double trou noir (insert A) ou un disque d’accrétion mal aligné (insert B). Crédit: Axel M. Quetz/MPIA Heidelberg

En examinant un vaste ensemble de données couvrant une longue période, l’équipe a vérifié que les deux phénomènes ont la même origine: les deux types d’observations ne peuvent être expliqués que par le mouvement des jets. Les changements de luminosité sont le résultat de la précession des jets, qui provoque des changements de décalage Doppler lorsque l’angle de vue change. Le mouvement combiné précession-nutation entraîne une variabilité radio et peut également expliquer certains des flashs lumineux.

La question demeure de savoir l’origine de la précession des avions à réaction. La précession est un phénomène qui se produit lorsque le moment de l’impulsion du corps change de direction dans l’espace, ce qui est bien connu sur notre planète. L’axe de rotation de la Terre est instable, il tourne dans l’espace avec la période de 26 000 ans à cause de l’influence des marées du Soleil et de la Lune. Pour la précession du jet au JO 287, l’équipe a indiqué deux scénarios possibles. « Nous avons soit un système de deux trous noirs supermassifs, soit un seul trou noir qui interagit de façon régulière avec un disque d’accrétion mal aligné », a expliqué Christian Fendt, co-auteur de l’étude.

En tout cas, le jet de la galaxie active OJ 287 est l’un des plus étudiés et sera certainement utilisé pour déchiffrer d’autres jets extragalactiques comme la pierre de Rosette, qui permettra de mieux comprendre l’activité mystérieuse des trous noirs supermassifs.

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