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27 : Galaxies actives, quasars et trous noirs supermassifs

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    Au cours de la première moitié du XXe siècle, les astronomes considéraient l'univers des galaxies comme un lieu essentiellement paisible. Ils ont supposé que les galaxies se sont formées il y a des milliards d'années, puis ont évolué lentement au fur et à mesure que les populations d'étoiles qu'elles contiennent se formaient, vieillissaient Cette image placide a complètement changé au cours des dernières décennies du XXe siècle.

    Aujourd'hui, les astronomes peuvent constater que l'univers est souvent façonné par des événements violents, notamment des explosions cataclysmiques de supernovae, des collisions de galaxies entières et l'énorme effusion d'énergie provoquée par l'interaction de la matière dans l'environnement entourant de très grands trous noirs. L'événement clé qui a commencé à changer notre vision de l'univers a été la découverte d'une nouvelle classe d'objets : les quasars.

    • 27.1 : Quasars
      Les premiers quasars découverts ressemblaient à des étoiles mais avaient une forte émission radio. Leurs spectres de lumière visible semblaient d'abord confus, mais les astronomes se sont ensuite rendu compte qu'ils présentaient des décalages vers le rouge beaucoup plus importants que ceux des étoiles. Les spectres quasars obtenus jusqu'à présent montrent des décalages vers le rouge allant de 15 % à plus de 96 % de la vitesse de la lumière. Les observations effectuées avec le télescope spatial Hubble montrent que les quasars se trouvent au centre des galaxies et que les spirales et les elliptiques peuvent abriter des quasars.
    • 27.2 : Les trous noirs supermassifs : ce que sont réellement les quasars
      Les noyaux galactiques actifs et les quasars tirent leur énergie de la matière qui tombe vers un énorme trou noir et qui forme un disque d'accrétion chaud autour de celui-ci. Ce modèle peut tenir compte de la grande quantité d'énergie émise et du fait que l'énergie est produite dans un volume d'espace relativement restreint. Cela peut également expliquer pourquoi les jets provenant de ces objets sont vus dans deux directions : ces directions sont perpendiculaires au disque d'accrétion.
    • 27.3 : Les quasars comme sondes de l'évolution de l'univers
      Les quasars et les galaxies s'influencent mutuellement : la galaxie fournit du carburant au trou noir, et le quasar chauffe et perturbe les nuages de gaz de la galaxie. L'équilibre entre ces deux processus explique probablement pourquoi le trou noir semble toujours représenter environ 1/200 de la masse du renflement sphérique des étoiles qui entoure le trou noir. Les quasars étaient beaucoup plus courants il y a des milliards d'années qu'ils ne le sont aujourd'hui, et les astronomes pensent qu'ils marquent un stade précoce de la formation des galaxies.
    • 27.E : Galaxies actives, quasars et trous noirs supermassifs (exercices)

    Ongles : L'image la plus profonde du ciel en lumière visible (à gauche) montre un grand nombre de galaxies dans une minuscule parcelle de ciel, à peine 1/100 de la surface de la pleine Lune (crédit : modification des travaux de la NASA, de l'ESA, de H. Teplitz et M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (StSci), R. Windhorst (État de l'Arizona) Université) et Z. Levay (StSci)).