Quasars

Les Quasars (Quasi Stellar Radio-sources) sont des sources radio qui correspondent à des noyaux de galaxies (trou noir) qui se trouvent à de très grandes distances, plusieurs milliards d'années lumière.
Les quasars n'existent plus aujourd'hui, ils brillent donc, depuis un lointain passé.
Les quasars sont les objets les plus brillants de l’Univers mais n'apparaissent, que comme d'étranges étoiles faibles. Les images de ces zones de faible luminosité vues par le télescope CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope), montrent, lorsqu'on soustrait le signal correspondant au quasar, une image résultante qui ressemble à une galaxie elliptique.
Les quasars peuvent être observés dans le spectre électromagnétique des ondes radio, des infrarouges, de la lumière visible, des ultraviolets, des rayons X et des rayons gamma.
Les quasars rayonnent fortement et présentent une luminosité semblant provenir de centaines de galaxies, mais un quasar est environ un million de fois plus petit qu'une galaxie ordinaire. En raison de la puissance de leur rayonnement, et de leurs fréquents changements, on crut un temps que les quasars étaient des objets relativement proches et faibles, plutôt que des objets éloignés et puissants.

L'émission des quasars est fortement décalée vers le rouge c'est-à-dire qu'ils s'éloignent à très grande vitesse de la Voie lactée, d'après la loi de Hubble (v=H₀d où la constante de Hubble H₀=73 km/s/Mpc).
La plus grande partie de l'émission radioélectrique des quasars semble provenir d'un noyau brillant de quelques années-lumière de diamètre au maximum.
Les radiogalaxies et les quasars peuvent être détectés à grande distance car ce sont des radio sources d'une extrême puissance. Ces signaux provenant de radio sources éloignées mettent beaucoup de temps pour atteindre la Terre, c’est pourquoi les radioastronomes peuvent voir l'Univers tel qu'il apparaissait, il y a plus de 10 milliards d'années, remontant dans le temps vers les origines de l'Univers. Ils espèrent ainsi voir ce fameux instant de l'explosion primordiale, le Big Bang.

nota : Le CFHT est implanté près du sommet du Mauna Kea à Hawaii, à une altitude de 4 204 m.

Les plus proches quasars sont des trous noirs super massifs situés au centre des galaxies.
Malheureusement, si l'énorme luminosité des quasars nous permet de les observer à de très grandes distances, elle rend l'étude de leur galaxie hôte, très difficile.
En effet, le très grand contraste entre le quasar brillant et sa galaxie hôte, beaucoup plus faible rend quasiment impossible l'étude détaillée de cette dernière, dès que son décalage vers le rouge dépasse 0,2 donc pour des quasars très proches à l'échelle de l'Univers.
Les quasars se sont formés au centre des galaxies dans le premier milliard d'années de l'univers et ont vécu tant que le trou noir avait de la matière (du gaz) à absorber. Ensuite il ne reste que le trou noir.
Des études sur la répartition statistique d'un éventail de quasars, montrent que lorsque l'Univers ne comptait que quelques milliards d'années d'existence, le nombre de radiosources intenses était beaucoup plus élevé.

Le quasar le plus lointain observé se situe à 13 milliards d'années-lumière de la Terre.
Les scientifiques ont recensé plus de 100 000 quasars dans l'Univers observé.
Le plus proche de nous est à ≈ 780 millions d’années-lumière et le plus éloigné à ≈ 13 milliards d’al, aux confins de l’univers observable.
Un quasar est la source d'énergie la plus puissante de l'univers, un formidable chaudron de gaz incandescent qui dégage plus de lumière que sa propre galaxie. C'est un trou noir super massif, d'une dimension colossale, aussi dense qu'un milliard de soleils, il aspire en permanence des étoiles entières (1000 "Soleils" par an).

Image : Le quasar 3C273, dans la constellation de la Vierge, est le plus lumineux jamais observé. Il ressemble à une étoile mais une étoile n'émet pas d'ondes radio. Photographie prise par le télescope spatial Hubble.

Qu'est-ce qui se passe près du centre de cet amas de galaxies, sur l'image ci-contre ?
À première vue, il semble que plusieurs galaxies sont étrangement allongées aux alentours des cinq brillants quasars, en couleur blanche sur l'image.
En réalité, un amas de galaxies agit comme une gigantesque lentille gravitationnelle qui déforme et multiplie  les objets lumineux situés, derrière.
Les cinq points lumineux blanc, près de centre de la grappe, sont en fait des images d'un même quasar lointain. Cette image du télescope spatial Hubble est si détaillée que même la galaxie hôte entourant le quasar est visible. L'observation de l'image ci-contre montre que les galaxies situées à 2 H et 4 H sont effectivement des images de la même galaxie.

Une troisième image de cette galaxie se trouve à environ 10 H, du centre de l'amas.

Image : L'observation de l'univers est parfois trompeur car par un heureux hasard, on peut voir de nombreuses et curieuses galaxies lointaines imaginaires, elles ressemblent à des bijoux colorés, comme sur l'image ci-contre. Le groupe galactique vu par l'énorme lentille gravitationnelle est cataloguée SDSS J1004 4112 et se trouve à environ 7 milliards d'années-lumière, vers la constellation du Lion.