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Demandez à Jyotiraditya: – Quasar – Jyotiraditya – Moyenne

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Un quasar est une source astronomique d'énergie électromagnétique, y compris la lumière, qui présente un très grand décalage vers le rouge.

Le consensus scientifique est que ce redshift élevé est le résultat de la loi de Hubble.

Cela implique que les quasars sont très éloignés.

Pour être observable à cette distance, la production d’énergie des quasars doit être inférieure à celle de presque tous les phénomènes astrophysiques connus, à l’exception des sursauts de supernovae et de sursauts gamma de courte durée.

Ils peuvent facilement libérer de l'énergie à des niveaux égaux à ceux de centaines de galaxies combinées.

La sortie de lumière équivaut à un billion de soleils.

On pense que les quasars sont alimentés par l'accumulation de matériau sur des trous noirs supermassifs dans les noyaux de galaxies lointaines, ce qui en fait des versions lumineuses de la classe générale d'objets appelés galaxies actives.

Aucun autre mécanisme actuellement connu ne semble pouvoir expliquer l’énorme production d’énergie et la variabilité rapide.

Les astronomes ont d'abord compris qu'ils avaient un mystère dans les années 1960 lorsqu'ils ont tourné les premiers radiotélescopes vers le ciel.

Ils ont détecté les ondes radio émises par le Soleil, la Voie lactée et quelques étoiles, mais ils ont également découvert des objets bizarres qu’ils ne pouvaient expliquer. Ces objets étaient petits et incroyablement lumineux. Ils les ont nommés objets quasi-stellaires ou «quasars», puis ont commencé à discuter de ce qui pourrait les causer. On a constaté que le premier s’éloignait à plus du tiers de la vitesse de la lumière.

Mais était-ce vraiment?

Peut-être voyions-nous la distorsion de la gravité provenant d'un trou noir, ou pourrait-il s'agir de l'extrémité du trou blanc d'un trou de ver? Et si c'était si rapide, alors c'était vraiment très loin… à 4 milliards d'années-lumière. Et cela génère autant d'énergie qu'une galaxie entière comptant cent milliards d'étoiles.

Qu'est-ce qui pourrait faire ça?

C'est ici que les astronomes sont devenus créatifs. Les quasars n’étaient peut-être pas aussi brillants, et c’était notre compréhension de la taille et de l’expansion de l’Univers qui était fausse. Ou peut-être voyions-nous les résultats d’une civilisation qui avait exploité toutes les étoiles de sa galaxie en une sorte de source d’énergie.

Puis, dans les années 1980, les astronomes ont commencé à s’entendre sur la théorie des galaxies actives en tant que source de quasars. Que, en fait, plusieurs types d’objets différents: quasars, blazars et radio galaxies étaient tous la même chose, ils étaient vus sous des angles différents. Et ce mécanisme faisait en sorte que les galaxies tirent des jets de radiations de leurs noyaux.

Mais quel était ce mécanisme?

Nous savons maintenant que toutes les galaxies ont des trous noirs supermassifs en leur centre; quelques milliards de fois la masse du soleil Lorsque le matériau se rapproche trop, il forme un disque d’accrétion autour du trou noir. Il chauffe jusqu'à des millions de degrés, émettant une énorme quantité de rayonnement.

L'environnement magnétique autour du trou noir forme deux jets de matériau qui s'échappent dans l'espace pendant des millions d'années-lumière. C'est un AGN, un noyau galactique actif.

Lorsque les jets sont perpendiculaires à notre vue, nous voyons une galaxie radio. S'ils sont inclinés, nous voyons un quasar. Et quand nous fixons le canon du jet, c’est un blazar. C’est le même objet, vu sous trois perspectives différentes.

Les trous noirs supermassifs ne se nourrissent pas toujours. Si un trou noir manque de nourriture, les jets sont à court d'énergie et se mettent à l'arrêt. Jusqu'à ce que quelque chose d'autre se rapproche trop et que tout le système redémarre.

La voie lactée a un trou noir supermassif en son centre, et il n’ya plus rien dans la nourriture. Il n’a pas de noyau galactique actif et nous n’apparaissons donc pas comme un quasar pour une galaxie lointaine.

Nous pouvons avoir dans le passé, et peut à nouveau dans le futur. Dans environ 10 milliards d’années, lorsque la voie lactée entrera en collision avec Andromède, notre trou noir supermassif pourrait devenir un quasar, consommant tout ce nouveau matériau.

Hubble découvre que le Quasar le plus proche est alimenté par un double trou noir

Les astronomes utilisant le télescope spatial Hubble de la NASA ont découvert que Markarian 231 (Mrk 231), la galaxie la plus proche de la Terre qui abrite un quasar, est alimenté par deux trous noirs centraux qui tournent furieusement autour de l’autre.

Cette illustration artistique est celle d'un trou noir binaire situé au centre du quasar le plus proche de la Terre, Markarian 231.

La découverte suggère que les quasars - les noyaux brillants des galaxies actives - peuvent généralement héberger deux trous noirs supermassifs centraux, qui tombent en orbite l'un de l'autre à la suite de la fusion de deux galaxies. Telle une paire de patineurs tourbillonnants, le duo de trous noirs génère une quantité d'énergie énorme qui permet au noyau de la galaxie hôte de surpasser l'éclat de sa population de milliards d'étoiles, que les scientifiques identifient ensuite comme des quasars.

Les scientifiques ont examiné les observations archivistiques de Hubble sur le rayonnement ultraviolet émis par le centre de Mrk 231 pour découvrir ce qu’ils décrivent comme des «propriétés extrêmes et surprenantes».

Si un seul trou noir était présent au centre du quasar, tout le disque d'accrétion constitué de gaz chaud environnant brillerait sous les rayons ultraviolets. Au lieu de cela, la lueur ultraviolette du disque poussiéreux tombe brusquement vers le centre. Ceci fournit une preuve observationnelle que le disque a un grand trou en forme de beignet entourant le trou noir central. La meilleure explication du trou en anneau dans le disque, basé sur des modèles dynamiques, est que le centre du disque est découpé par l'action de deux trous noirs en orbite. Le deuxième trou noir, plus petit, orbite à l'intérieur du disque d'accrétion et possède son propre mini-disque avec une lueur ultraviolette.

«Nous sommes extrêmement enthousiastes à propos de cette découverte, car elle montre non seulement l’existence d’un trou noir binaire dans Mrk 231, mais elle ouvre également une nouvelle façon de rechercher systématiquement des trous noirs binaires via la nature de leur émission de lumière ultraviolette», a déclaré Youjun Lu. des observatoires astronomiques nationaux de Chine, Académie chinoise des sciences.

"La structure de notre univers, tels que ces galaxies géantes et ces amas de galaxies, grandit en fusionnant des systèmes plus petits en des systèmes plus grands, et les trous noirs binaires sont des conséquences naturelles de ces fusions de galaxies", a ajouté le co-chercheur Xinyu Dai de l'Université de Oklahoma.

Le trou noir central est estimé à 150 millions de fois la masse de notre soleil, et le compagnon pèse 4 millions de masses solaires. Le duo dynamique complète son orbite tous les 1,2 ans.

Le trou noir de masse inférieure est le vestige d’une galaxie plus petite qui a fusionné avec Mrk 231. L’évidence d’une fusion récente vient de l’asymétrie de la galaxie hôte et des longues queues de marée de jeunes étoiles bleues.

La fusion a eu pour résultat de faire de Mrk 231 une galaxie étoilée énergique avec un taux de formation d’étoiles 100 fois supérieur à celui de notre galaxie de la Voie Lactée. Le gaz infiltrant alimente le "moteur" des trous noirs, provoquant des écoulements et une turbulence de gaz qui provoque une tempête de feu de la naissance des étoiles.

Les trous noirs binaires devraient former une spirale ensemble et entrer en collision dans quelques centaines de milliers d'années.

Mrk 231 est situé à 600 millions d'années-lumière.

Jyotiraditya

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