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Active Galactic Nuclei as probes of galaxy evolution

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Le cœur poussiéreux des galaxies actives

Un des mystères de l'astrophysique moderne est le rôle des trous noirs super-massifs dans l'évolution des galaxies. Même si leur existence au centre des galaxies n'a été établie que récemment, leur impact sur leurs galaxies hôtes a été élucidé par des scientifiques financés par l'UE.

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Les galaxies les plus lumineuses ne sont pas particulièrement brillantes dans la partie visible du spectre. La majeure partie de leur lumière (qui peut être des centaines ou des milliers de fois supérieure à la lumière de notre Voie lactée) est émise en longueurs d'onde infrarouges. La source d'alimentation de ces galaxies est la formation des étoiles et d'autres activités autour d'un trou noir super-massif au centre des galaxies, le noyau galactique actif (active galactic nucleus, AGN). Le rayonnement des processus physiques autour de l'AGN est absorbé par la poussière qui est à nouveau émise dans l'infrarouge. La manière et l'importance avec laquelle l'AGN affecte son environnement sont des éléments critiques de l'évolution de chaque galaxie. Les astronomes qui travaillent sur le projet AGNPROBES («AGN as probes of galaxy evolution»), financé par l'UE, ont réussi à quantifier les processus liés. Les scientifiques du projet AGNPROBES se sont concentrés sur deux types différents de quasars poussiéreux; la région compacte au centre des galaxies qui inclut un trou noir. Ils ont sélectionné des galaxies où les étoiles naissent encore autour de leur centre ou où des étoiles se sont formées encore récemment. La masse de leur AGN a été estimée et comparée à la dispersion statistique des vitesses des étoiles autour d'une valeur moyenne. Pour les exemples de galaxies présentant une formation d'étoiles, les astronomes ont trouvé d'autres trous noirs massifs en leur centre et une vitesse de dispersion stellaire inférieure. Avec le changement des lignes d'émission vers des longueurs d'onde plus longues causées par l'atmosphère des étoiles, ces découvertes ont indiqué une croissance inhabituellement rapide de ces galaxies. La même tendance a été observée dans l'exemple de quasars post naissance d'étoile. Le spectre de ces AGN affichait de larges lignes d'émission ainsi que des lignes d'absorption par la galaxie hôte. Celles-ci ont été utilisées pour estimer pour la première fois la vitesse de dispersion des étoiles autour du centre de la galaxie, qui était né avant que l'activité de formation des étoiles ne soit temporairement interrompue. Le projet AGNPROBES était une tentative systématique d'analyser les galaxies avec un décalage vers le rouge plus important que ceux analysés à ce jour. Via la relation M-sigma empirique entre la masse des trous noirs et la vitesse de dispersion stellaire, le lien causal entre les galaxies et les trous noirs super-massifs qui résident dedans a été mieux établi. Toutefois, la question de l'interdépendance et de son origine reste ouverte.

Mots‑clés

Galaxie, noyau galactique actif, trous noirs, formation des étoiles, infrarouge, décalage vers le rouge, dispersion statistique

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