Dans les années 1970, les astronomes ont découvert que la source radio persistante au centre de notre galaxie était un trou noir supermassif (SMBH). Aujourd’hui, ce monstre gravitationnel est connu sous le nom de Sagittarius A* et a une masse d’environ 4 millions de fois celle du Soleil. Depuis lors, des études ont montré que les SMBH résident au centre de la plupart des galaxies massives et jouent un rôle vital dans la formation des étoiles et l’évolution galactique. De plus, la façon dont ces trous noirs consomment du gaz et de la poussière fait que leurs galaxies respectives émettent une énorme quantité de rayonnement depuis leurs centres galactiques.
C’est ce que les astronomes appellent les noyaux galactiques actifs (AGN), ou quasars, qui peuvent devenir si brillants qu’ils éclipsent temporairement toutes les étoiles de leurs disques. En fait, les AGN sont les sources d’énergie stables compactes les plus puissantes de l’Univers, c’est pourquoi les astronomes essaient toujours de les regarder de plus près. Par exemple, une nouvelle étude menée par l’Université de Californie à Santa Cruz (UCSC) indique que les scientifiques ont considérablement sous-estimé la quantité d’énergie émise par l’AGN en ne reconnaissant pas à quel point leur lumière est atténuée par la poussière.
La recherche a été dirigée par le Dr Martin Gaskell, chercheur associé et chargé de cours au département d’astronomie et d’astrophysique de l’UCSC. Il a été rejoint par une équipe d’ingénieurs, de mathématiciens, d’astronomes et d’astrophysiciens du Harvey Mudd College, de l’Université de Princeton et de l’Université de Californie à Berkeley. Pour leur étude, l’équipe a examiné NGC 5548, une galaxie Seyfert de type I située à environ 244,6 millions d’années-lumière. Cette galaxie a un AGN brillant, résultant d’un SMBH central d’environ 65 millions de masses solaires.
La quantité de poussière est mesurée par la façon dont elle provoque le déplacement de la lumière de l’AGN vers l’extrémité rouge du spectre. Cet effet est connu sous le nom de « rougissement », et la quantité de rougissement correspond directement à la quantité de gradation. Bien que les scientifiques reconnaissent depuis longtemps la possibilité que la poussière atténue la lumière des AGN, la quantité était largement considérée comme négligeable. Le problème provenait du fait que les astronomes avaient prédit la quantité de rougissement sur la base de théories concernant les couleurs intrinsèques et non rougies que les astronomes devraient voir.
Selon les résultats de ces dernières recherches, la quantité de poussière obscurcissante peut être sous-estimée, tout comme la luminosité globale des AGN. L’équipe est parvenue à cette conclusion en étudiant l’effet rougissant de la poussière dans l’AGN le plus étudié (NGC 5548) à l’aide de sept indicateurs différents. Celles-ci comprenaient une courbe de rougissement moyenne AGN, une courbe de rougissement standard de la Voie lactée et la courbe du petit nuage de Magellan (SMC). Dans tous les cas, ils ont constaté que le rougissement de NGC 5548 était environ 14 fois supérieur à ce qui est observé dans le voisinage solaire en raison de la faible quantité de poussière.
Comme l’a expliqué le Dr Gaskell dans un communiqué de presse de la Royal Astronomical Society :
«Lorsqu’il y a de petites particules intermédiaires le long de notre ligne de mire, cela rend les choses derrière elles plus sombres. Nous le voyons au coucher du soleil par temps clair lorsque le soleil semble plus faible. Le bon accord entre les différents indicateurs de la quantité de rougissement a été une agréable surprise. Il soutient fortement les théories simples d’émission des noyaux galactiques actifs. Les explications exotiques des couleurs ne sont pas nécessaires. Cela simplifie la vie des chercheurs et accélère notre compréhension de ce qui se passe lorsque les trous noirs avalent de la matière. »
Ces résultats montrent que dans la longueur d’onde ultraviolette, où la majeure partie de leur énergie est rayonnée, un AGN typique émet un ordre de grandeur plus d’énergie qu’on ne le pensait auparavant. Un autre point à retenir est que les AGN sont très similaires, et ce que l’on pensait être des différences fondamentales de luminosité et de production d’énergie sont en fait le résultat de différentes quantités de poussière. Cela pourrait avoir des implications drastiques pour notre compréhension de la formation galactique, de l’évolution et du rôle joué par les SMBH dans les deux cas.
Lectures complémentaires : Société royale d’astronomie, MNRAS
