Astronomie

Taille du jet astrophysique ?

Taille du jet astrophysique ?

Je me demande quelle est la taille estimée du jet astrophysique qui jaillit d'un trou noir, je ne sais pas si elle est déterminée par la taille d'un trou noir.

Que classerait un trou noir capable d'avoir au moins 10 planètes en orbite autour de lui ? Est-il considéré comme stellaire ?

Si oui, quel serait le jet ou quasar astrophysique estimé ?


Il existe plusieurs catégories de jets astrophysiques propulsés par Black Hole :

  1. Microquasars : Comme leur nom l'indique, ils ressemblent un peu à une version très réduite des quasars, mais contrairement aux quasars, ils sont alimentés par l'accrétion d'une étoile donneuse. Ils contiennent des trous noirs de masse stellaire.

  2. Quasars : Ce sont d'énormes systèmes de disque(s) d'accrétion autour des trous noirs supermassifs. Ils se trouvent au centre des galaxies et sont très puissants, suffisamment pour éclipser leurs galaxies hôtes.

La taille des jets dépend du type : les microquasars ont des jets de quelques années-lumière seulement, alors que les quasars ont des jets de plusieurs millions d'années-lumière.

La taille des jets dépend de la masse du trou noir et du champ magnétique du trou noir et du champ magnétique du disque d'accrétion.


Taille du jet astrophysique ? - Astronomie

Dans le présent article, nous discutons d'un modèle MHD pour la formation de jets astrophysiques, dans lequel les flux dirigés sont éjectés le long de l'axe de rotation d'un disque d'accrétion formé à partir d'un nuage ayant un champ magnétique à grande échelle parallèle à l'axe du moment angulaire du disque. L'accélération des jets est due à la force jxB dans la torsion magnétique relaxante qui est produite par la rotation du disque. Les caractéristiques des jets, prédites par notre mécanisme et que l'on espère prouver par des observations, sont la vitesse hélicoïdale et la forme cylindrique creuse du jet, avec un diamètre d'environ la taille de la région à partir de laquelle le disque d'accération a collecté sa masse. . La justification de l'hypothèse de l'orientation perpendiculaire du disque, ou du parallélisme des jets, au champ magnétique extérieur peut être apportée par le fait que la composante de rotation dont l'axe est perpendiculaire au champ peut avoir été amortie dans la phase antérieure. de la contraction des nuages.


Partie II Dynamique des fluides astrophysique

Les fluides sont omniprésents dans l'Univers à toutes les échelles. En plus des fluides évidents (par exemple le gaz qui se trouve dans les étoiles ou les nuages ​​dans le milieu interstellaire), une variété d'autres systèmes se prêtent à une description dynamique des fluides - y compris la poussière qui compose les anneaux de Saturne et même les orbites des étoiles dans le potentiel galactique. Bien que certaines des techniques de la dynamique des fluides (terrestres) conventionnelles soient pertinentes pour les fluides astrophysiques, il existe des différences importantes : les objets astronomiques sont souvent auto-gravitaires ou peuvent être accélérés par de puissants champs gravitationnels à des vitesses hautement supersoniques. Dans ce dernier cas, les écoulements sont très compressibles et de forts fronts de chocs sont souvent observés (par exemple, les chocs en spirale si importants dans le gaz des galaxies comme la Voie lactée).

Dans ce cours, nous considérons un large éventail de questions d'actualité en astronomie, telles que la propagation des ondes de choc de supernova à travers le milieu interstellaire, la structure interne des étoiles et la variété des instabilités qui affectent le gaz interstellaire/intergalactique. Ceux-ci incluent, peut-être le plus important, l'instabilité de Jeans dont l'action est responsable de la formation de chaque étoile et galaxie de l'Univers. Nous traitons également des environnements astronomiques exotiques, tels que les disques de gaz en orbite qui alimentent les trous noirs.

Introduction. Le concept de fluide. Fluides collisionnels et sans collision. Cinématique. Conservation de la masse. Pression. Équation de quantité de mouvement (non visqueuse) pour un fluide sous gravité. Tenseur de contrainte et concept de pression dynamique. [2]

Concepts de base de la gravité. Équation de Poisson. Potentiel gravitationnel. Le théorème du viriel. [2]

Équation d'état. Relation barotrope entre pression et densité. Équation de l'énergie. Équilibre hydrostatique. Exemples : atmosphère hydrostatique sous gravité uniforme plaque isotherme auto-gravitante polytropes auto-gravitationnels comme modèles simples d'étoiles, relation masse-rayon. [3]

Les ondes sonores. Vitesse du son : cas adiabatique et isotherme. Ondes sonores dans une atmosphère stratifiée. [2]

Flux supersoniques. Conditions de Rankine-Hugoniot pour les chocs adiabatiques et isothermes. Application aux ondes de choc et aux restes de supernova. [4]

L'équation de Bernoulli et son applicabilité. La buse De Laval et sa pertinence
aux jets astrophysiques. Accrétion de Bondi, vents stellaires et perte de masse. [3]

Instabilités fluides. Instabilité convective, critère de Schwarzschild. Instabilité du jean. Instabilité de Rayleigh-Taylor et Kelvin-Helmholtz. Instabilité thermique, critère de champ. [3]

Écoulements visqueux. Flux de cisaillement linéaire. Équation de Navier-Stokes. Tourbillon et dissipation d'énergie dans les écoulements visqueux. Disques d'accrétion. Disques minces stables. [4]


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Des jets de plasma relativistes sont observés dans de nombreux systèmes qui hébergent des trous noirs accréteurs. Selon la théorie, les champs magnétiques enroulés à proximité du trou noir accélèrent et collimatent le plasma, ce qui entraîne le lancement d'un jet 1-3. Isoler les émissions de cette zone d'accélération et de collimation est essentiel pour mesurer sa taille et comprendre la physique de la formation des jets. Mais cela est difficile car l'émission de la base du jet ne peut pas être facilement dissociée des autres composants d'accrétion. Ici, nous montrons que les variations rapides du flux optique d'un binaire de trou noir galactique en accumulation sont retardées d'environ 0,1 seconde par rapport aux rayons X rayonnés à proximité du trou noir, et que ce signal retardé apparaît avec un jet radio éclaircissant. L'origine de ces variations optiques subsecondes a jusqu'ici été controversée 4-8. Non seulement notre travail soutient fortement une origine de jet pour les variations optiques, mais il définit également une élévation caractéristique de ≲10 3 rayons de Schwarzschild pour la principale zone d'émission optique interne au-dessus du trou noir 9 , contraignant à la fois les modèles de choc interne 10 et magnétohydrodynamique 11 . Des similitudes avec les blazars 12,13 suggèrent que la structure des jets et la physique du lancement pourraient potentiellement être unifiées sous des modèles invariants de masse. Deux des binaires de trous noirs à jets les mieux étudiés présentent des décalages optiques très similaires 8,14,15, de sorte que cette échelle de taille peut être une caractéristique déterminante de tels systèmes.


Une planète de la taille de la Terre et de la zone habitable trouvée cachée dans les premières données Kepler de la NASA

Le concept de cet artiste montre à quoi pourrait ressembler l'exoplanète Kepler-1649c à sa surface. La planète est la plus proche de la Terre en taille et en température trouvées à ce jour dans les données du télescope spatial Kepler. Crédit : NASA/Centre de recherche Ames/Daniel Rutter

Une équipe de scientifiques transatlantiques, utilisant des données réanalysées du télescope spatial Kepler de la NASA, a découvert une exoplanète de la taille de la Terre en orbite dans la zone habitable de son étoile, la zone autour d'une étoile où une planète rocheuse pourrait contenir de l'eau liquide.

Les scientifiques ont découvert cette planète, appelée Kepler-1649c, en examinant d'anciennes observations de Kepler, que l'agence a retirées en 2018. Alors que des recherches précédentes avec un algorithme informatique l'avaient mal identifiée, les chercheurs examinant les données de Kepler ont réexaminé la signature et l'ont reconnue comme une planète. De toutes les exoplanètes trouvées par Kepler, ce monde lointain, situé à 300 années-lumière de la Terre, est le plus similaire à la Terre en taille et en température estimée.

Ce monde nouvellement révélé n'est que 1,06 fois plus grand que notre propre planète. De plus, la quantité de lumière stellaire qu'elle reçoit de son étoile hôte correspond à 75 % de la quantité de lumière que la Terre reçoit de notre Soleil, ce qui signifie que la température de l'exoplanète peut également être similaire à celle de notre planète. Mais contrairement à la Terre, elle orbite autour d'une naine rouge. Bien qu'aucune n'ait été observée dans ce système, ce type d'étoile est connu pour ses poussées stellaires qui peuvent rendre l'environnement d'une planète difficile pour toute vie potentielle.

"Ce monde lointain et intrigant nous donne encore plus d'espoir qu'une seconde Terre se trouve parmi les étoiles, attendant d'être trouvée", a déclaré Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington. « Les données recueillies par des missions telles que Kepler et notre satellite Transiting Exoplanet Survey [TESS] continueront de produire des découvertes étonnantes alors que la communauté scientifique affine ses capacités à rechercher des planètes prometteuses année après année. »

Il y a encore beaucoup de choses inconnues sur Kepler-1649c, y compris son atmosphère, qui pourraient affecter la température de la planète. Les calculs actuels de la taille de la planète ont des marges d'erreur importantes, de même que toutes les valeurs de l'astronomie lors de l'étude d'objets si éloignés. Mais sur la base de ce qui est connu, Kepler-1649c est particulièrement intrigant pour les scientifiques à la recherche de mondes avec des conditions potentiellement habitables.

Il existe d'autres exoplanètes dont la taille est estimée plus proche de la Terre, telles que TRAPPIST-1f et, selon certains calculs, Teegarden c. D'autres peuvent être plus proches de la Terre en température, comme TRAPPIST-1d et TOI 700d. Mais il n'y a pas d'autre exoplanète considérée comme plus proche de la Terre dans ces deux valeurs qui se trouve également dans la zone habitable de son système.

Le concept de cet artiste montre l'exoplanète Kepler-1649c en orbite autour de son étoile naine rouge hôte. Cette exoplanète se trouve dans la zone habitable de son étoile (la distance où de l'eau liquide pourrait exister à la surface de la planète) et est la plus proche de la Terre en taille et en température trouvée à ce jour dans les données de Kepler. Crédit : NASA/Centre de recherche Ames/Daniel Rutter

"De toutes les planètes mal étiquetées que nous avons récupérées, celle-ci est particulièrement excitante, non seulement parce qu'elle se trouve dans la zone habitable et à la taille de la Terre, mais aussi à cause de la façon dont elle pourrait interagir avec cette planète voisine", a déclaré Andrew Vanderburg, chercheur à l'Université du Texas à Austin et premier auteur de l'article publié aujourd'hui dans The Lettres de revues astrophysiques. "Si nous n'avions pas examiné le travail de l'algorithme à la main, nous l'aurions manqué."

Kepler-1649c orbite si près de sa petite étoile naine rouge qu'une année sur Kepler-1649c équivaut à seulement 19,5 jours terrestres. Le système a une autre planète rocheuse d'environ la même taille, mais elle orbite autour de l'étoile à environ la moitié de la distance de Kepler-1649c, de la même manière que Vénus orbite autour de notre Soleil à environ la moitié de la distance de la Terre. Les étoiles naines rouges sont parmi les plus courantes de la galaxie, ce qui signifie que des planètes comme celle-ci pourraient être plus courantes que nous ne le pensions auparavant.

À la recherche de faux positifs

Auparavant, les scientifiques de la mission Kepler avaient développé un algorithme appelé Robovetter pour aider à trier les énormes quantités de données produites par le vaisseau spatial Kepler, géré par le centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley en Californie. Kepler a recherché des planètes en utilisant la méthode du transit, en regardant les étoiles, à la recherche de baisses de luminosité lorsque les planètes passaient devant leurs étoiles hôtes.

La plupart du temps, ces creux proviennent de phénomènes autres que les planètes, allant des changements naturels de la luminosité d'une étoile au passage d'autres objets cosmiques, donnant l'impression qu'une planète est là alors qu'elle ne l'est pas. Le travail de Robovetter consistait à distinguer les 12% de creux qui étaient de vraies planètes du reste. Les signatures que Robovetter a déterminées comme provenant d'autres sources ont été étiquetées "faux positifs", terme désignant un résultat de test classé par erreur comme positif.

Avec un nombre énorme de signaux délicats, les astronomes savaient que l'algorithme ferait des erreurs et devrait être revérifié - un travail parfait pour le groupe de travail Kepler False Positive. Cette équipe examine le travail de Robovetter, examine chaque faux positif pour s'assurer qu'il s'agit bien d'erreurs et non d'exoplanètes, garantissant ainsi que moins de découvertes potentielles sont négligées. Il s'avère que Robovetter avait mal étiqueté Kepler-1649c.

Ce graphique compare la taille de la Terre et de Kepler-1649c, une exoplanète seulement 1,06 fois plus grande que la Terre en rayon. Crédit : NASA/Centre de recherche Ames/Daniel Rutter

Même si les scientifiques s'efforcent d'automatiser davantage les processus d'analyse pour tirer le meilleur parti possible de la science d'un ensemble de données donné, cette découverte montre la valeur de la double vérification du travail automatisé. Même six ans après que Kepler a cessé de collecter des données du champ original de Kepler - une parcelle de ciel qu'il a regardée de 2009 à 2013, avant d'étudier de nombreuses autres régions - cette analyse rigoureuse a découvert l'un des analogues terrestres les plus uniques jamais découverts.

Une possible troisième planète

Kepler-1649c est non seulement l'un des meilleurs matchs de la Terre en termes de taille et d'énergie reçue de son étoile, mais il offre un tout nouveau regard sur son système domestique. Pour chaque neuf fois que la planète extérieure du système orbite autour de l'étoile hôte, la planète intérieure orbite presque exactement quatre fois. Le fait que leurs orbites correspondent dans un rapport aussi stable indique que le système lui-même est extrêmement stable et susceptible de survivre longtemps.

Des rapports de période presque parfaits sont souvent causés par un phénomène appelé résonance orbitale, mais un rapport de neuf à quatre est relativement unique parmi les systèmes planétaires. Habituellement, les résonances prennent la forme de rapports tels que deux à un ou trois à deux. Bien que non confirmée, la rareté de ce rapport pourrait suggérer la présence d'une planète médiane avec laquelle les planètes intérieure et extérieure tournent en synchronicité, créant une paire de résonances trois à deux.

L'équipe a cherché des preuves d'une telle mystérieuse troisième planète, sans aucun résultat. Cependant, cela pourrait être dû au fait que la planète est trop petite pour être vue ou à une inclinaison orbitale qui la rend impossible à trouver en utilisant la méthode de transit de Kepler.

Quoi qu'il en soit, ce système fournit un autre exemple de planète de la taille de la Terre dans la zone habitable d'une étoile naine rouge. Ces étoiles petites et sombres nécessitent que les planètes orbitent extrêmement près pour se trouver dans cette zone - ni trop chaude ni trop froide - pour que la vie telle que nous la connaissons puisse exister. Bien que cet exemple unique ne soit qu'un exemple parmi tant d'autres, il est de plus en plus évident que de telles planètes sont communes autour des naines rouges.

"Plus nous obtenons de données, plus nous voyons de signes indiquant que des exoplanètes potentiellement habitables et de la taille de la Terre sont courantes autour de ce type d'étoiles", a déclaré Vanderburg. "Avec des naines rouges presque partout dans notre galaxie, et ces petites planètes potentiellement habitables et rocheuses qui les entourent, il est probable que l'une d'entre elles ne soit pas trop différente de celle de notre Terre qui semble un peu plus lumineuse."


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Autres titresTransactions astronomiques et astrophysiques (en ligne), Transactions astronomiques et astrophysiques
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Imprimer l'ISSN1055-6796

Taille du jet astrophysique ? - Astronomie

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Des amateurs aident les radioastronomes à apercevoir un jet astrophysique
PAR DR EMILY BALDWIN
L'ASTRONOMIE MAINTENANT
Publié: 11 juin 2008

Le premier jet radio astrophysique a été détecté à partir d'une nova naine blanche éclatante, une observation qui aurait été possible sans l'aide d'astronomes amateurs, et qui suggère que tous les systèmes binaires compacts d'accrétion sont capables de créer des jets radio.

Les naines blanches sont les restes d'étoiles qui ont épuisé leur combustible nucléaire et expulsé leurs couches externes, ne laissant derrière elles qu'un noyau chaud, dense et compact. Traditionnellement, il y a eu peu de preuves de jets radio émanant de novae naines, qui est un phénomène plus généralement associé aux disques d'accrétion, aux trous noirs, aux étoiles à neutrons, aux binaires à rayons X et aux jeunes objets stellaires en cours de formation. Cependant, les modèles de formation de jets indiquent qu'ils devraient se produire dans presque toutes les sources d'accrétion avec des disques et des explosions, une affirmation qui a donné l'impulsion à une équipe de radioastronomes déterminés à attraper une nova naine en plein acte.

Les nouvelles observations concernent l'étoile variable SS Cygni, qui consiste en une paire d'étoiles en orbite l'une autour de l'autre, l'une une naine blanche et l'autre une étoile naine ordinaire. Ils orbitent si près que l'attraction gravitationnelle de la naine blanche arrache de la matière à l'autre étoile, formant un disque d'accrétion. Parfois, ce disque s'embrase, devenant chaud et brillant pendant quelques semaines avant de s'estomper à nouveau.

Concept d'artiste d'un système de nova naine, où le champ gravitationnel d'une naine blanche attire la matière de la surface d'une étoile compagne dans un disque entourant la naine blanche. Le disque entre parfois en explosion, rendant le système nain des centaines de fois plus lumineux. On pense maintenant que des jets radio se forment au cours des premières heures d'une explosion. Image : A. Beardmore, Université de Leicester.

SS Cygni n'était que l'un des nombreux suspects potentiels de sursaut radio mis en évidence par l'Association américaine des observateurs d'étoiles variables (AAVSO) aux observateurs amateurs, mais il a été le seul à afficher un affichage à réaction radio. Il a été repéré pour la première fois par l'observateur d'étoiles variables Stanislaw Swierczynski de Pologne le 24 avril 2007, et en quelques heures, des observateurs au Canada, aux États-Unis, en Norvège et en Finlande ont confirmé qu'une explosion était bien en cours. Leurs observations ont mis en mouvement des radiotélescopes aux États-Unis et au Royaume-Uni qui ont finalement obtenu des preuves d'un jet radio transitoire apparu juste au début de l'explosion, comme les modèles l'avaient prédit. Au total, les astronomes amateurs d'étoiles variables ont fourni près de 1 500 observations de SS Cygni au cours des trois semaines suivantes, fournissant des informations physiques importantes utilisées dans l'interprétation des données radio.

"Ce projet est un exemple parfait du genre de choses dont la communauté amateur d'étoiles variables est capable", a déclaré Matthew Templeton, astronome de l'AAVSO. "Il est difficile de surveiller les étoiles variables sur de longues périodes à partir d'observatoires professionnels, car le temps d'observation doit être partagé par de nombreux programmes différents et il n'y a tout simplement pas assez de télescopes pour tout le monde. Mais les observateurs amateurs de la communauté des étoiles variables surveillent des milliers d'étoiles chaque nuit, et ils peuvent fournir exactement le type de notification nécessaire pour effectuer ce type d'observation.

Ce n'est pas nouveau pour l'AAVSO et ses observateurs au cours de la dernière année, des astronomes amateurs ont fourni des observations permettant des observations avec le télescope spatial Hubble, le télescope spatial Spitzer, le satellite à rayons X XMM-Newton et l'observatoire à rayons X Chandra, comme en plus de fournir des données importantes pour de nombreux autres programmes de recherche au sol.


Les neutrinos des événements de perturbation des marées

Les événements de perturbation des marées sont une excellente sonde pour les trous noirs supermassifs dans les galaxies inactives lointaines, car ils émettent des éruptions lumineuses à plusieurs longueurs d'onde qui durent plusieurs mois à plusieurs années. AT2019dsg représente la première association potentielle d'émission de neutrinos avec un événement aussi explosif.

Selon la théorie du Big Bang, le neutrino est la deuxième particule élémentaire la plus répandue dans notre Univers après les photons 1,2. Les neutrinos sont appelés particules fantômes car ils interagissent très faiblement avec la matière, ce qui rend difficile leur détection. Cependant, il y a une lueur d'espoir : les neutrinos transportent des informations physiques directes sur des phénomènes astronomiques qui sont autrement obscurcis, ce qui nous permet de les comprendre plus profondément. Les neutrinos astrophysiques de haute énergie sont produits par l'interaction de rayons cosmiques à accélération relativiste avec la matière ou les photons ambiants. Alors que l'observation de neutrinos astrophysiques a augmenté ces dernières années, ils sont souvent détectés sans source clairement identifiable. Seules trois sources astrophysiques de neutrinos ont été identifiées à ce jour : le Soleil, la supernova de 1987A et le blazar TXS 0506+056 (réf. 3 ), dont la dernière est encore en débat. Les deux premières associations ont été détectées par Homestake, Kamiokande et Super-Kamiokande 4 , qui sont sensibles aux neutrinos de basse énergie, tandis que le neutrino de blazar a été détecté par IceCube, qui est sensible aux neutrinos de très haute énergie. Écrire dans Astronomie de la nature, Robert Stein et ses collaborateurs 5 rapportent qu'un neutrino IceCube à haute énergie récemment détecté, IceCube-191001A, est associé à l'événement de perturbation des marées (TDE) AT2019dsg. Ce neutrino a une énergie de

0,2 PeV et est ainsi la deuxième source de neutrinos astrophysique la plus énergétique jamais détectée, avec des énergies supérieures à 100 TeV.


Taille du jet astrophysique ? - Astronomie

Les écoulements collimatés, appelés jets, sont omniprésents parmi les sources astrophysiques, y compris - mais sans s'y limiter - les sursauts gamma (GRB), les noyaux galactiques actifs (AGN) et les micro-quasars. Même si les jets naissent dans des environnements très différents, il est communément admis que les jets relativistes sont alimentés par l'accrétion de matière sur un objet compact.

  • Quels sont les mécanismes de lancement et de dissipation à l'œuvre ainsi que le rôle des champs magnétiques ?
  • Quelle est la teneur en matière des jets ? Où et comment les rayons gamma sont-ils produits dans les jets ?
  • Les jets accélèrent-ils des rayons cosmiques de très haute énergie et émettent-ils des neutrinos de haute énergie ?
  • L'émission projetée est-elle une contrepartie électromagnétique (E/M) prometteuse d'un événement de fusion d'objets compacts LIGO ?

Cette session spéciale vise à réunir des chercheurs travaillant sur différents aspects physiques des jets de sources extragalactiques et galactiques, l'astrophysique des particules et la physique des ondes gravitationnelles. Un accent particulier sera mis sur la façon dont on peut exploiter les messagers astrophysiques, y compris la lumière et sa variabilité, les neutrinos, les rayons cosmiques et les ondes de gravité pour contraindre la physique des jets et leurs ancêtres. Bien que le symposium se concentrera sur des questions théoriques ouvertes, un aperçu critique du statut d'observation servira de point de départ aux discussions. Les contributions non retenues pour une présentation orale seront considérées comme des posters.

Le processus de sélection des présentations et des posters sera basé sur une représentation équitable des idées scientifiques, de l'ancienneté scientifique et du genre conformément à la politique de l'ESA en matière de diversité et de non-discrimination.

  • Dissipation d'énergie dans les jets
  • Rayons gamma des jets galactiques et extragalactiques
  • Neutrinos, rayons cosmiques & ondes gravitationnelles
  • Lorenzo Sironi (Université de Colombie) Mécanismes de dissipation dans les jets
  • Marco Ajello (Université de Clemson) Rayons gamma des jets galactiques et extragalactiques : statut et défis
  • Anna Franckowiak (DESY) Vue multi-messagers des jets : statut & perspectives

Organisateurs scientifiques
Maria Petropoulou (Université de Princeton), Dimitrios Giannios (Université Purdue), Nektarios Vlahakis (Université d'Athènes), Elisa Resconi (Université technique de Munich), Apostolos Mastichiadis (Université d'Athènes), Sergei Komissarov (Université de Leeds)


Le jet cosmique le plus éloigné fournit des indices sur l'univers primitif

Les astronomes utilisant Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) et Very Long Baseline Array (VLBA) de la National Science Foundation ont trouvé et étudié le jet cosmique le plus éloigné découvert à ce jour : un jet de matière propulsé à presque la vitesse de lumière par le trou noir supermassif d'un quasar à quelque 13 milliards d'années-lumière de la Terre. Le quasar est vu tel qu'il était lorsque l'univers n'avait que 780 millions d'années et fournit aux scientifiques des informations précieuses sur l'évolution des galaxies et la croissance des trous noirs supermassifs lorsque l'univers était si jeune.

Les études indiquent que le quasar - une galaxie abritant un trou noir 300 millions de fois plus massif que le Soleil - possède un jet de particules en mouvement rapide âgé d'environ 1 000 ans seulement. Alors que d'autres quasars ont été trouvés à sa distance et au-delà, c'est le premier trouvé à une telle distance avec la forte émission radio indiquant un jet actif. Seule une petite fraction des quasars possède de tels jets.

« Les trous noirs au cœur de bon nombre de ces quasars très éloignés sont si massifs qu'ils remettent en question notre compréhension de la façon dont ils ont pu se développer dans le temps relativement court dont ils disposaient au début de l'histoire de l'univers. Une possibilité est que les jets ont fourni un mécanisme qui a permis aux trous noirs de se développer plus rapidement. Trouver un jet dans un quasar à cette époque est un indice passionnant sur cette question », a déclaré Emmanuel Momjian, de l'Observatoire national de radioastronomie (NRAO).

"Les jets jouent un rôle dans la régulation de la formation des étoiles et de la croissance de leurs galaxies hôtes, cette découverte est donc précieuse pour comprendre ces processus dans l'univers primitif", a déclaré Chris Carilli, également de NRAO. "Les jets de l'époque ont également propulsé des atomes et des champs magnétiques dans ce qui était un espace vierge entre les galaxies", a-t-il ajouté.

Trouver un quasar avec une émission radio lumineuse à une telle distance peut également aider les astronomes à en savoir plus sur les objets plus proches.

"Les quasars radio-émetteurs éloignés au début de l'évolution du cosmos servent également de balises pour étudier la matière qui se trouve entre la Terre et les quasars", a déclaré Eduardo Banados de l'Institut Max Planck d'astronomie en Allemagne.

Au fur et à mesure que les ondes radio traversent le gaz en route vers la Terre, le gaz absorbe des longueurs d'onde spécifiques selon des motifs qui révèlent sa composition.

L'objet, appelé P172+18, a été identifié à l'origine comme un candidat quasar en 2015 dans les données du relevé du ciel Pan-STARRS utilisant un télescope à lumière visible à Hawaï. Les astronomes ont alors noté que le PREMIER relevé de la NRAO, réalisé avec le VLA, montrait un objet radio-émetteur à la même position. Ils ont ensuite fait des observations infrarouges qui ont donné la distance à l'objet et la masse du trou noir.

Les scientifiques ont combiné les observations du télescope Magellan Baade à l'observatoire de Las Campanas au Chili, du télescope optique nordique à La Palma, en Espagne, du télescope Keck à Hawaï, du très grand télescope de l'observatoire européen austral au Chili et du grand télescope binoculaire sur le mont Graham en Arizona. .

Les observations VLA et VLBA ont été faites en 2019.

Lorsque les quasars ont été découverts pour la première fois en 1963, ils ont considérablement élargi les distances connues dans l'univers. Leur luminosité extrême a d'abord intrigué les astronomes, mais elle est maintenant expliquée comme étant alimentée par l'énergie gravitationnelle d'un trou noir supermassif au centre d'une galaxie. Lorsque le matériau est attiré vers le trou noir, il forme un disque — appelé disque d'accrétion — en orbite étroite autour du trou noir. La friction dans le disque chauffe le matériau et le fait briller intensément. Dans certains quasars, les jets, comme ceux de P172+18, sont propulsés vers l'extérieur perpendiculairement au disque d'accrétion.

Les astronomes rapportent leurs découvertes dans le Journal d'astrophysique et le Journal astronomique.

L'Observatoire national de radioastronomie est une installation de la National Science Foundation, exploitée en vertu d'un accord de coopération par Associated Universities, Inc.


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