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Quelque chose se cache au cœur de Quasar 3C 279

Quelque chose se cache au cœur de Quasar 3C 279

Illustration de la structure du jet multi-longueur d'onde 3C 279 en avril 2017. Les époques d'observation, les réseaux et les longueurs d'onde sont notés sur chaque panneau. Crédit: J.Y. Kim (MPIfR), Boston University Blazar Program (VLBA et GMVA) et Event Horizon Telescope Collaboration

Il y a un an, la collaboration Event Horizon Telescope (EHT) a publié la première image d'un trou noir dans la radio galaxie voisine M 87. La collaboration a maintenant extrait de nouvelles informations des données EHT sur le quasar lointain 3C 279: ils ont observé le meilleur détail jamais vu dans un jet produit par un trou noir supermassif. De nouvelles analyses, dirigées par Jae-Young Kim du Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) à Bonn, ont permis à la collaboration de retracer le jet jusqu'à son point de lancement, près de l'endroit où le rayonnement violemment variable à travers le spectre électromagnétique se pose.


Les résultats sont publiés dans le prochain numéro de Astronomie et astrophysique le 7 avril 2020.

La collaboration EHT continue d'extraire des informations des données révolutionnaires collectées lors de sa campagne mondiale en avril 2017. L'une des cibles des observations était une galaxie à 5 milliards d'années-lumière dans la constellation de la Vierge que les scientifiques classent comme quasar car une source ultra-lumineuse de l'énergie en son centre brille et scintille lorsque le gaz tombe dans un trou noir géant. La cible, 3C 279, contient un trou noir environ un milliard de fois plus massif que notre Soleil. Des jets de plasma semblables à des tuyaux d'incendie éclatent du trou noir et du système de disques à des vitesses proches de la vitesse de la lumière: une conséquence des forces énormes libérées lorsque la matière descend dans l'immense gravité du trou noir.

Pour capturer la nouvelle image, l'EHT utilise une technique appelée interférométrie à très longue ligne de base (VLBI), qui synchronise et relie les antennes paraboliques du monde entier. En combinant ce réseau pour former un énorme télescope virtuel de la taille de la Terre, l'EHT est capable de résoudre des objets aussi petits que 20 micro-arcsecondes dans le ciel – l'équivalent d'une personne sur Terre identifiant une orange sur la Lune. Les données enregistrées sur tous les sites EHT du monde entier sont transportées vers des superordinateurs spéciaux au MPIfR et à l'Observatoire Haystack du MIT, où elles sont combinées. L'ensemble de données combinées est ensuite soigneusement calibré et analysé par une équipe d'experts, ce qui permet ensuite aux scientifiques de l'EHT de produire des images avec les détails les plus fins possibles à partir de la surface de la Terre.

Pour le 3C 279, l'EHT peut mesurer des caractéristiques plus fines qu'une année-lumière, permettant aux astronomes de suivre le jet jusqu'au disque d'accrétion et de voir le jet et le disque en action. Les données nouvellement analysées montrent que le jet normalement droit a une forme torsadée inattendue à sa base et révèle des caractéristiques perpendiculaires au jet qui pourraient être interprétées comme les pôles du disque d'accrétion où les jets sont éjectés. Les détails fins des images changent au cours des jours consécutifs, peut-être en raison de la rotation du disque d'accrétion, du déchiquetage et de l'infallation de matière, phénomènes attendus des simulations numériques mais jamais observés auparavant.

Animation montrant un zoom sur 3C 279 et les mouvements du jet dans une semaine. Crédit: Event Horizon Telescope

Jae-Young Kim, chercheur au MPIfR et auteur principal de l'article, est enthousiaste et en même temps perplexe: "Nous savions que chaque fois que vous ouvrez une nouvelle fenêtre sur l'Univers, vous pouvez trouver quelque chose de nouveau. Ici, où nous nous attendions à trouver la région où le jet se forme en allant vers l'image la plus nette possible, on trouve une sorte de structure perpendiculaire. C'est comme trouver une forme très différente en ouvrant la plus petite poupée Matriochka. "

Avery Broderick, astrophysicien travaillant au Perimeter Institute, explique: "Pour le 3C 279, la combinaison de la résolution transformatrice de l'ESH et de nouveaux outils de calcul pour interpréter ses données s'est révélée révélatrice. Ce qui était un" noyau "radio unique est maintenant résolu en deux complexes indépendants. Et ils se déplacent – même à des échelles aussi petites que des mois-lumière, le jet du 3C 279 accélère vers nous à plus de 99,5% de la vitesse de la lumière! "

En raison de ce mouvement rapide, le jet du 3C 279 semble se déplacer à environ 20 fois la vitesse de la lumière. "Cette extraordinaire illusion d'optique survient parce que le matériau se précipite vers nous, pourchassant la lumière qu'il émet et la faisant sembler se déplacer plus vite qu'elle ne l'est", précise Dom Pesce, stagiaire postdoctoral au Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA). La géométrie inattendue suggère la présence de chocs ou d'instabilités en mouvement dans un jet en rotation courbé, ce qui pourrait également expliquer l'émission à des énergies élevées telles que les rayons gamma.

Anton Zensus, directeur du MPIfR et président du EHT Collaboration Board, souligne la réalisation comme un effort mondial: "L'an dernier, nous avons pu présenter la première image de l'ombre d'un trou noir. Nous voyons maintenant des changements inattendus dans la forme du jet en 3C 279, et nous n'avons pas encore fini. Comme nous l'avons dit l'année dernière: ce n'est que le début. "

«La gamme EHT s'améliore constamment», explique Shep Doeleman du CfA, directeur fondateur d'EHT. «Ces nouveaux résultats quasar démontrent que les capacités EHT uniques peuvent répondre à un large éventail de questions scientifiques, qui ne feront que croître à mesure que nous continuerons à ajouter de nouveaux télescopes à la matrice. Notre équipe travaille actuellement sur une matrice EHT de nouvelle génération qui sera grandement accentuer la concentration sur les trous noirs et nous permettre de réaliser les premiers films sur les trous noirs. "

Les opportunités de mener des campagnes d'observation de l'ISE se produisent une fois par an au début du printemps dans le Nord, mais la campagne de mars / avril 2020 a dû être annulée en réponse à l'épidémie mondiale de CoViD-19. En annonçant l'annulation, Michael Hecht, astronome de l'Observatoire MIT / Haystack et directeur adjoint du projet EHT, a conclu que: "Nous allons maintenant consacrer toute notre concentration à l'achèvement des publications scientifiques à partir des données de 2017 et nous plonger dans l'analyse des données obtenues avec le matrice EHT améliorée en 2018. Nous attendons avec impatience les observations avec la gamme EHT étendue à onze observatoires au printemps 2021. "


Les astrophysiciens portent des lunettes 3D pour regarder les quasars


Plus d'information:
J. -Y Kim et al. Event Horizon Telescope imaging of the archetypal blazar 3C 279 at a extreme 20 microarcsecond resolution, Astronomie et astrophysique (2020). DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202037493

Fourni par
Télescope Horizon événementiel

Citation:
                                                 Quelque chose se cache au cœur du Quasar 3C 279 (2020, 7 avril)
                                                 récupéré le 7 avril 2020
                                                 depuis https://phys.org/news/2020-04-lurking-heart-quasar-3c.html

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