Un trou noir à la recherche d’un domicile

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Figure 1 : Deux exemples de quasar tirés de l’échantillon étudié par l’équipe et dans lesquels les galaxies hôtes apparaissent clairement. Cliquer sur l’image pour l’agrandir

Cependant, cette technique extrêmement efficace et qui aurait permis dans tous les cas de détecter une galaxie normale autour de HE0405-2958 n’a révélé aucune trace de système stellaire. Si une galaxie hôte existait néanmoins, sa luminosité devrait être au moins 6 fois inférieure à celle prédite par la relation usuelle empirique qui la déduit de la luminosité du quasar central, ou d’une taille d’un rayon de moins de 300 années-lumière, c’est-à-dire qu’elle devrait être de 20 à 170 fois plus petite qu’une galaxie hôte typique.

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Figure 2 : (A gauche) image HST du quasar HE0450-2958. Aucune galaxie hôte centrée sur le quasar n’est visible. On distingue la galaxie compagnon perturbée en haut de l’image. (A droite) Même image mais traitée par la méthode de déconvolution « MCS  ». Le nuage gazeux (ou "blob") excité par le quasar apparaît. Cliquer sur l’image pour l’agrandir

En lieu et place d’une galaxie hôte, les astronomes ont détecté un nuage gazeux (un "blob") d’une taille de 8000 années-lumière, ionisé par le quasar. Il s’agit probablement du gaz qui nourrit le trou noir super massif central et le transforme en quasar. Un peu plus loin, à une distance de 50 000 années-lumière du système principal, les images du HST ont révélé une galaxie compagnon, extrêmement perturbée, montrant tous les signes d’une collision récente et formant des étoiles à un taux très élevé. Il fait peu de doute que cette formation stellaire a été initiée il y a quelques 100 million d’années par la collision de la galaxie compagnon avec le quasar. Mais pour le moment, le mystère de ce qu’il est advenu de la galaxie hôte de HE0405-2958 reste entier.

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Figure 3 : Les spectres des trois objets obtenus avec VIMOS au VLT. Le spectre de la galaxie compagnon présente des raies d’émission étroites et de clairs signes de forte formation d’étoiles. Au centre, le spectre du quasar, en bas, le nuage gazeux dont les raies d’émission montrent clairement qu’il est ionisé par le quasar. Cliquer sur l’image pour l’agrandir

Les astronomes proposent quelques pistes pour interpréter ces observations : la disparition de la galaxie hôte comme produit de la collision, un trou noir isolé capturé par le disque d’une galaxie spirale, ou encore un trou noir au centre d’un système composé seulement de matière sombre. Ces hypothèses seront bientôt approfondies et évaluées précisément.

[1] L’équipe est formée de Pierre Magain et Géraldine Letawe (Université de Liège, Belgique) Frédéric Courbin et Georges Meylan (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suisse) Pascale Jablonka (EPFL, Observatoire de Genève, Suisse ; en détachement de l’Observatoire de Paris, France) Knud Jahnke et Lutz Wisotzki (Astrophysikalisches Institut Postdam, Allemagne)

Référence Pierre Magain, Géraldine Letawe, Frédéric Courbin, Pascale Jablonka, Knud Jahnke, Georges Meylan & Lutz Wisotzki : 2005, ’Discovery of a bright quasar without a massive host galaxy’ Nature 473, 381, 15 September 2005

Contact Pascale Jablonka (Observatoire de Paris, GEPI, actuellement à l’Université de Genève) pascale.jablonka obs.unige.ch

Dernière modification le 22 février 2013