Un nuage de gaz autour du noyau galactique révèle une vue unifiée du centre

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  • Les recherches publiées aujourd’hui confirment que ce que les scientifiques pensaient être deux types de noyaux galactiques actifs n’en sont en fait qu’un : les caractéristiques étaient simplement inclinées à des angles différents.

    Vue éblouissante de la galaxie active Messier 77 capturée avec le FOcal Reducer et l’instrument Spectrograph 2 à faible dispersion (FORS2) sur le Very Large Telescope de l’ESO. La vue éclatée montre le noyau galactique actif. Crédit : ESO/Jaffe, Gámez-Rosas et al.

    Les noyaux galactiques actifs (AGN) sont des régions super brillantes au centre de certaines galaxies – ils créent une luminosité électromagnétique des milliers de fois supérieure à celle de galaxies entières de petites régions pas plus grandes que le système solaire. On pense que l’énergie qu’ils produisent est le résultat de la chute de matière dans les trous noirs supermassifs qui se trouvent au centre de pratiquement toutes les grandes galaxies, y compris la Voie lactée. On pense que notre propre galaxie a autrefois hébergé un AGN.

    Deux deviennent un

    Les observations ont classé ces centres énergétiques galactiques denses en deux groupes.

    Les objets de type 1 présentent un puissant continuum variable de rayonnement thermique provenant des gaz qui se réchauffent lorsqu’ils sont aspirés dans la densité d’un trou noir à proximité. Dans le même temps, les types 1 montrent, bien en dehors du continuum, une région étroite de gaz ionisé raréfié atteignant 10 à 1 000 parsecs (environ 30 à 3 000 années-lumière) dans l’espace. Mais les noyaux de type 2 n’offrent que cette deuxième ligne étroite de plasma, sur laquelle les scientifiques se sont interrogés pendant des décennies.

    “L’histoire du modèle unifié a commencé vers 1980 lorsque j’étais étudiant à l’Université de Californie à Santa Cruz. J’avais envie de travailler sur des noyaux galactiques actifs, mais mon conseiller Joe Miller a décrit le domaine comme une simple “collection de timbres” parce que de la grande variété de comportements inexplicables observés au sein de ce groupe apparemment très hétérogène », a déclaré le professeur Robert Antonucci de l’Université de Californie à Santa Barbara.

    Antonucci avait fait partie d’une équipe qui a découvert “un miroir périscopique naturel extrêmement pratique” qui permettait aux chercheurs “de voir un noyau dans une direction à peu près perpendiculaire à notre ligne de visée réelle depuis la Terre”.

    La lumière polarisée des noyaux de type 2 présentait les mêmes caractéristiques que celles observées précédemment uniquement dans les objets de type 1. Ils ont pensé qu’il y avait probablement quelque chose qui gênait leur vision des noyaux de type 2, a-t-il expliqué dans un article de La nature cette semaine.

    “En fait, si les astronomes sont répartis au hasard dans l’univers, environ la moitié d’entre eux doivent classer nos objets de type 2 en type 1 !” il a dit.

    Sa théorie a maintenant été confirmée par des observations extraordinairement détaillées du centre de la galaxie NGC 1068 (également connue sous le nom de Messier 77 ou M77), à des longueurs d’onde infrarouges de l’ordre de 3 à 12 micromètres, par Violeta Gámez Rosas, doctorante au L’Université néerlandaise de Leiden et son équipe.

    Leurs travaux, publiés dans La nature aujourd’hui, a utilisé un instrument puissant appelé MATISSE, qui combine les données des quatre unités de l’interféromètre du très grand télescope de l’Observatoire européen austral au Chili. Il détaille un tore ombragé – ou en forme de beignet – nuage de gaz entourant le centre des noyaux galactiques qui obscurcit la vue s’ils sont inclinés à un certain angle par rapport aux observateurs terrestres.

    Tore galactique

    Imagerie de la poussière autour d’un noyau galactique actif (Nature)

    Le professeur Antonucci a déclaré que le travail nécessitait “un grand jugement, des compétences techniques et des connaissances en astrophysique, car la poussière est distribuée de manière compliquée, comme le temps, et elle absorbe aussi bien qu’elle émet”.

    Il a déclaré : “Gámez Rosas et al ont trouvé une source infrarouge compacte à la position du trou noir, qui, d’une manière générale, répond aux exigences du tore de noyau galactique actif. C’est un excellent travail !”

    Dans une note de presse, Gámez Rosas a déclaré : « La nature réelle des nuages ​​​​de poussière et leur rôle à la fois dans l’alimentation du trou noir et dans la détermination de son apparence vue de la Terre ont été des questions centrales dans les études AGN au cours des trois dernières décennies. aucun résultat unique ne répondra à toutes les questions que nous nous posons, nous avons franchi une étape majeure dans la compréhension du fonctionnement des AGN. Nos résultats devraient permettre de mieux comprendre le fonctionnement interne des AGN. Ils pourraient également nous aider à mieux comprendre l’histoire de la Milky Way, qui abrite en son centre un trou noir supermassif qui a peut-être été actif dans le passé.”

    Mais il y a un hic. Les travaux du professeur Antonucci prédisaient que le tore serait perpendiculaire au jet de plasma. En fait, les recherches de Gámez Rosas ont montré qu’il était incliné à 30 degrés. “Je prédis qu’avec une résolution améliorée, l’imagerie révélera que le tore est orienté est-ouest sur les plus petites échelles”, a-t-il déclaré. ®

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