Notes sur les galaxies en astronomie: Quasar, Notes de Astronomie
Caroline_lez
Caroline_lez10 January 2014

Notes sur les galaxies en astronomie: Quasar, Notes de Astronomie

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Notes d'astronomie sur les galaxies en astronomie: Quasar. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: les premières analyses spectrales, Caractéristiques du phénomène, les galaxies de Seyfert, galaxies actives.
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Vers le début des années 1960, les astronomes qui s'intéressaient aux corps célestes émettant

des ondes radiodécouvrirent des sources très puissantes dont les propriétés allaient se révéler

très étranges. En cherchant une contrepartie visible à ces sources radio, ils s'aperçurent que ces

objets apparaissaient ponctuels, ce qui suggérait qu'il puisse simplement s'agir d'étoiles.

Cependant les étoiles n'émettent pas en général d'ondes radio et ces objets devaient donc être

de nature différente. En attendant de pouvoir comprendre leur nature, les astronomes

baptisèrent ces objets du nom de quasar, contraction de quasi-stellar ou quasi-stellaire.

Une surprise encore plus grande attendait les astrophysiciens qui effectuèrent les

premières analyses spectralesde ces objets. En effet, leur spectre contenait des raies d'émission

très nettes qui ne correspondaient à aucun élément chimique connu et qui faisaient encore plus

douter d'une possible nature stellaire.

Un échantillon de quasars vivant dans des environnements très différents, certains dans des galaxies

isolées, certains dans des galaxies en collision. Crédit : NASA/STScI

L'explication de ce mystère fut apportée en 1963, par le Hollandais Maarten Schmidt qui

comprit l'origine ce ces raies en étudiant le quasar 3C273. Pour lui, les quasars étaient des

objets extrêmement lointains dont le spectre était par conséquent fortement décalé vers le

rouge. Les raies brillantes étaient les raies de l'hydrogène, habituellement dans l'ultraviolet,

mais dans ce cas simplement décalées vers la partie visible du spectre électromagnétique.

Les quasars étaient donc les objets les plus lointains et les plus jeunes jamais observés. Les

premiers quasars identifiés présentaient un décalage relatif vers le rouge de l'ordre de 0,1 mais

avec le temps on en découvrit de plus en plus éloignés. Le record actuel est détenu par un

quasar ayant un décalage vers le rouge de 5,8 qui se trouve à environ 13 milliards d'années-

lumière. Le nombre de quasars identifiés s'élève de nos jours à plus de 20 000.

Caractéristiques

Si les quasars, malgré leur éloignement, apparaissent comme des émetteurs puissants, cela ne

peut signifier qu'une chose : leur luminosité intrinsèque doit être extraordinaire. En connaissant

l'éclat apparent et la distance, déduite du décalage vers le rouge, il est facile de calculer leur

luminosité intrinsèque. Il apparaît alors qu'un quasar typique produit une quantité monstrueuse

d'énergie et brille autant qu'un millier de galaxies ordinaires.

Une deuxième caractéristique des quasars est leur extraordinaire variabilité. En effet, leur

luminosité peut varier nettement en des temps aussi courts qu'un jour, voire quelques heures.

Tout comme pour les galaxies de Seyfert, cette variabilité nous renseigne sur la taille de la

région centrale d'où provient le rayonnement. Pour les quasars, cette région doit être encore

plus minuscule, à peine quelques dizaines de fois la taille du système solaire.

Dans notre quête de la compréhension des galaxies actives, citons encore deux autres

propriétés. D'abord le fait qu'il existe deux types de quasars qui se distinguent par leur

comportement dans le domaine radio. Ainsi, 90 pour cent des quasars n'émettent aucun

rayonnement dans ce domaine, comme les galaxies de Seyfert, alors que les 10 pour cent

restant sont de puissants émetteurs radio, comme les radiogalaxies. La deuxième propriété est

la nature non thermique du rayonnement : la lumière d'un quasar ne suit pas la loi de Planck

pour les corps noirs, ce qui est un indice supplémentaire pour éliminer le rayonnement stellaire

comme possible source d'énergie.

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