QUASARS

Le modèle unifié

On appelle galaxies à noyau actif tous les objets auxquels nous venons de faire allusion plus ou moins rapidement – quasars radioémissifs ou non, radiogalaxies, galaxies de Seyfert de type 1 ou de type 2 – et d’autres, dont nous n’avons pas encore parlé, les objets de type BL Lacertæ. Découverte en 1929 par l’astronome allemand Cuno Hoffmeister dans la constellation du Lézard (Lacerta en latin), BL Lacertæ est une « étoile » variable ; on a montré en 1968 qu’elle était associée à une radiosource intense, compacte et elle-même rapidement variable, et qu’il ne s’agissait pas vraiment d’une étoile mais du noyau compact d’une galaxie ayant un décalage spectral de 0,07 ; son spectre optique est continu, c’est-à-dire qu’il ne présente ni raie en émission ni raie en absorption. Depuis lors, plusieurs dizaines d’objets de ce type ont été découverts. Une de leurs propriétés les plus étranges est que la radiosource qui leur est associée est en général double et que la distance entre les deux composantes croît à une vitesse apparente supérieure à la vitesse de la lumière. Il ne s’agit évidemment là que d’un simple effet de projection, qui se produit si l’une des composantes se dirige vers l’observateur avec une vitesse inférieure à celle de la lumière, mais très voisine de cette dernière. On se trouve donc en présence d’objets possédant une caractéristique commune – une activité importante de leur noyau – mais qui se manifeste sous des formes très diverses.

Au début des années 1980, une découverte importante est venue apporter quelque lumière dans ce désordre apparent : certaines galaxies de Seyfert de type 2, celles dont le spectre optique ne présente pas de raies de l’hydrogène larges, possèdent de telles raies dans l’infrarouge proche. C’est la preuve que les galaxies de Seyfert 2 sont des galaxies de Seyfert 1 dont la partie centrale, responsable de l’émission des raies larges, nous est cachée par un nuage de poussière interstellaire ; la poussière absorbe en effet la lumière, mais l’absorbe d’autant plus que la longueur d’onde est plus courte : un nuage peut être transparent dans l’infrarouge et opaque dans le visible. On pense désormais que les galaxies de Seyfert 1 et 2 sont identiques ; toutes ont un noyau très compact émettant un spectre continu dont l’intensité varie dans le temps et des raies en émission larges, au centre d’un tore de poussière. Si l’observateur est situé dans une direction proche de l’axe du tore, il voit le noyau ; s'il est situé près du plan du tore, le noyau lui est caché par la poussière, l’apparence de l’objet est celle d’une galaxie de Seyfert 2. Le nuage producteur des raies en émission étroites est plus grand que le tore de poussière ; il reste donc visible quelle que soit l’orientation de la galaxie par rapport à l’observateur.

Les radiosources extragalactiques – galaxies ou quasars – sont constituées, nous l’avons vu, de deux lobes étendus situés de part et d’autre de l’objet optique ; ces lobes sont « nourris » par un double jet d’électrons relativistes issus du noyau. Si l’observateur se trouve situé très près de l’axe du jet, il voit un objet de type BL Lacertæ : les électrons relativistes qui se dirigent vers lui émettent par rayonnement synchrotron des photons dont l’énergie est considérablement augmentée par effet Doppler-Fizeau. Le noyau habituel des quasars est toujours là, mais il est oblitéré par ce rayonnement continu amplifié.

On est donc parvenu à construire un modèle dans lequel toutes les galaxies à noyau actif sont des objets semblables, mais vus sous des angles différents. Il reste cependant une difficulté importante : les objets radioémissifs sont toujours associés à des galaxies elliptiques, alors que les objets non radioémissifs se trouvent aussi[...]