Les quasars, ces objets célestes ultra-lumineux alimentés par des trous noirs supermassifs, fascinent les astronomes depuis leur découverte. Parmi les quasars les plus proches et les plus étudiés se trouve 3C 273, situé à environ 2,4 milliards d’années-lumière de la Terre. Grâce au télescope spatial Hubble, les scientifiques ont récemment observé cet objet avec une précision inédite et dévoilé des détails fascinants sur les structures qui l’entourent.
Qu’est-ce qu’un quasar ?
Un quasar est le cœur ultra-lumineux d’une galaxie active alimenté par un trou noir supermassif. Ces objets sont si brillants qu’ils peuvent surpasser la lumière combinée de toutes les étoiles de la galaxie. Ils se forment lorsque des trous noirs supermassifs attirent une énorme quantité de matière (du gaz, de la poussière, voire des étoiles entières) qui s’accumule dans un disque d’accrétion autour du trou noir. En raison de la gravité immense de l’objet, cette matière est chauffée à des températures extrêmes et émet une lumière très intense.
Notez que tous les trous noirs supermassifs ne sont pas capables de générer un quasar. Il existe des millions de trous noirs supermassifs dans l’Univers, mais la majorité n’est pas alimentée par une grande quantité de matière. Par exemple, le trou noir au centre de notre propre galaxie, la Voie lactée, appelé Sagittarius A*, est relativement calme. Bien qu’il soit supermassif, il n’émet pas de lumière aussi intense, car il est entouré de peu de matière à dévorer. En fait, si nous pouvions observer Sagittarius A* de près, il serait comparable à un trou noir affamé qui n’émet qu’une faible quantité d’énergie.
Cette différence entre les trous noirs supermassifs explique pourquoi certains trous noirs donnent naissance à des quasars brillants et d’autres non. Lorsque le disque d’accrétion autour du trou noir est assez vaste et rempli de gaz et de poussière, la matière peut être alimentée à un rythme très rapide, ce qui crée ainsi un quasar.
Le quasar 3C 273 est l’un des plus « proches » de la Terre. Distant d’environ 2,4 milliards d’années-lumière, il est incroyablement lumineux et donc étudié par les astronomes pour mieux comprendre les processus qui se produisent autour des trous noirs supermassifs.
Les récentes observations de Hubble : une nouvelle perspective
Le télescope spatial Hubble, qui orbite au-dessus de l’atmosphère terrestre, a récemment observé 3C 273 avec une technologie améliorée. L’un des instruments utilisés pour cette observation est le spectrographe imageur, un dispositif qui permet de capturer des images détaillées tout en bloquant la lumière intense émise par le cœur du quasar. Ce processus est comparable à une éclipse solaire où la lumière du Soleil est partiellement masquée par la Lune, ce qui permet ainsi d’observer la couronne solaire. Grâce à ce spectrographe, Hubble a pu analyser les régions autour du quasar jusque-là inaccessibles à cause de l’éblouissement.
Les astronomes ont découvert plusieurs structures étranges autour du trou noir supermassif qui alimente 3C 273. Parmi ces structures, on trouve des taches de différentes tailles ainsi qu’une forme filamentaire en L. Ces objets se trouvent à moins de 16 000 années-lumière du trou noir et certains d’entre eux pourraient être des petites galaxies en train de tomber vers le trou noir, apportant ainsi du gaz et de la poussière qui nourrissent le quasar.
Le rôle de la matière autour du trou noir
Comme dit précédemment, les trous noirs supermassifs comme celui de 3C 273 sont entourés d’un disque d’accrétion composé de gaz et de poussière. La gravité intense du trou noir fait réchauffer cette matière, ce qui provoque son émission sous forme de lumière, mais ce n’est pas tout. La matière qui ne tombe pas directement dans le trou noir est éjectée sous forme de jets astrophysiques qui peuvent s’étendre sur des centaines de milliers d’années-lumière. Ces jets, alimentés par les puissants champs magnétiques du trou noir, accélèrent les particules à une vitesse proche de celle de la lumière.
3C 273 est un exemple spectaculaire de ce phénomène. En observant ce quasar, Hubble a pu capturer des images du jet qui s’étend sur 300 000 années-lumière au-delà de la galaxie dans laquelle il se trouve.
Les observations récentes réalisées par Hubble offrent une vue plus détaillée de la structure complexe de 3C 273, mais l’astronomie ne s’arrête pas là. Le télescope spatial James Webb, qui est capable d’observer l’Univers dans l’infrarouge, permettra aux astronomes de mieux comprendre les phénomènes qui se produisent autour des quasars. Webb pourrait fournir des informations cruciales sur les jets et les disques d’accrétion des trous noirs supermassifs et offrir ainsi un aperçu encore plus profond dans ces régions inaccessibles du cosmos.
