MacroCosmos juillet-août 2022

24 JUILLET-AOÛT 2022 ASTRO PUBLISHING L e quasar 3C273 observé par le télescope spatial Hubble (à gauche). Une luminosité excessive provoque des pertes radiales de lumière créées par la lumière diffusée par le télescope. En bas à droite, se trouve un jet à haute énergie libéré par le gaz autour du trou noir central. Image radio de 3C273 (à droite) observée par ALMA, montrant une émission radio faible et étendue (en couleur bleu-blanc) autour du noyau. La source lumineuse centrale a été soustraite de l’image. Le même jet de l’image de gauche peut être vu en orange. [Komugi et al., NASA/ESA Hubble Space Telescope] jet synchrotron dans 3C273, visible en bas à droite dans les images. Une ca- ractéristique essentielle de l’émission synchrotron est sa luminosité qui change avec la fréquence, mais la fai- ble émission radio découverte par l’équipe a une luminosité constante quelle que soit la fréquence radio. Après avoir examiné des mécanismes alternatifs, l’équipe a découvert que cette émission radio faible et éten- due provient de l’hydrogène de la galaxie alimenté directement par le noyau de 3C273. C’est la première fois que l’on découvre que les ondes radio d’un tel mécanisme s’étendent sur des dizaines de milliers d’années- lumière dans la galaxie hôte d’un quasar. Les astronomes avaient né- gligé ce phénomène pendant des dé- cennies en ce qui concerne ce phare cosmique emblématique. Alors pourquoi cette découverte est- elle si importante ? C’était un grand mystère en astronomie galactique de savoir si l’énergie d’un noyau de qua- sar peut être suffisamment forte pour inhiber la formation stellaire dans la galaxie hôte. La faible émission radio peut aider à le résoudre. L’hydro- gène est un ingrédient essentiel dans la création des étoiles, mais s’il est frappé par une énergie si intense qu’elle ionise le gaz, aucune étoile ne peut naître. Pour déterminer si ce processus se déroule autour des qua- sars, les astronomes ont utilisé la lu- mière optique émise par le gaz ionisé. Le problème, travaillant avec la lu- mière optique, est que la poussière cosmique l’absorbe le long du chemin vers le télescope et, par conséquent, il est difficile de savoir quelle quantité de lumière le gaz émet. De plus, le mécanisme responsable de l’émission de la lumière optique est complexe, obligeant les astronomes à faire de nombreuses hypothèses. Les ondes radio découvertes dans cette étude proviennent du même gaz en raison de processus simples et ne sont pas absorbées par la poussière. L’utilisa- tion d’ondes radio facilite grande- ment la mesure du gaz ionisé créé par le noyau de 3C273. Dans cette étude, les astronomes ont découvert qu’au moins 7 % de la lumière de 3C273 a été absorbée par le gaz de la galaxie hôte, créant gaz ionisé égal à 10-100 milliards de fois la masse du Soleil. Cependant, 3C273 avait beaucoup de gaz juste avant la formation des étoiles, donc, dans l’ensemble, il ne semble pas que la formation stellaire soit fortement ré- duite par le noyau. « Cette décou- verte offre une nouvelle voie pour étudier des problèmes précédem- ment abordés à l’aide d’observations en lumière visible » , a déclaré Shinya Komugi, professeur agrégé à l’Uni- versité Kogakuin et auteur principal de l’étude publiée dans The Astro- physical Journal. « En appliquant la même technique à d’autres quasars, nous espérons comprendre comment une galaxie évolue à travers son in- teraction avec le noyau central. » !