Four 3C273

1992/12/01 Arregi Bengoa, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

L'année prochaine aura lieu 30 ans depuis que les kuasareas ont été considérés comme des objets extragalactiques et ont commencé à être connus sous ce nom. L'étude de la source de radio 3C273 a donné lieu à ces conclusions, mais aucune particularité n'a été appréciée lorsqu'elle a été considérée comme la première étoile, puis comme source de radio. L'étiquette 3C273 dérive d'être l'objet 273 du catalogue 3 de sources observées avec le radiotélescope de Cambridge. Cette liste s'est terminée en 1959, mais à ce moment-là, il avait déjà vu 3C273 avec des télescopes optiques, ainsi que d'autres étoiles de la constellation de Vierge. Pour les astronomes, c'était une étoile normale de magnitude 13 sans aucune distinction. Si l'on considère qu'avec un télescope moyen à l'œil nu on peut voir des objets jusqu'à 6ème grandeur, on peut dire qu'il est assez discret.

La profonde étude de cet astre commença en 1962, quand les collaborateurs de Cyril Hazard et l'Université de Sydney découvrirent que cette étoile de la constellation de Vierge et la source de radio 3C273 étaient dans la même position dans le firmament. Pour ce faire, ils ont utilisé la technique de revêtement des astres affectés par la lune, car la précision des coordonnées données dans le catalogue de Cambridge était insuffisante. Étant donné que la lune devait couvrir trois fois le robinet 3C273 dans quelques mois, l'équipe de chercheurs a mesuré la durée de ces couvertures. La position du bord de la lune peut être très bien mesurée, de sorte que ceux de la source de radio ont également été calculés avec une grande précision. De plus, on a constaté que la source avait deux foyers et les coordonnées des deux foyers ont été calculées. L'identification optique suivante était simple : l'un des deux foyers était au même endroit que l'étoile mentionnée.

La prochaine étape était d'analyser l'étoile de la radio. C'est alors que commencent à surgir les imprévus. Au début, on pensait que 3C273 et d'autres sources de radio optiquement identifiées à la même époque étaient des étoiles, mais leur spectre était totalement inconnu, totalement différent de ce que les étoiles montrent dans les différentes étapes de leur évolution. Cependant, au début de 1963, Schmidt de Maart a trouvé une explication pour ce spectre, acceptant un énorme glissement vers le rouge des lignes d'émission. Ce glissement a été considéré comme une conséquence de la vitesse radiale d'éloignement de l'objet, c'est-à-dire de l'effet Doppler, écartant d'autres interprétations comme les effets gravitationnels. M. Compte tenu du glissement mesuré par Schmidt, la vitesse d'éloignement de l'objet 3C273 devait être de 44.700 km/s.

Comme on le sait, l'Univers est en expansion et la vitesse de propagation ou d'éloignement des astres est proportionnelle à la distance, étant la constante de Hubble constante de proportionnalité. Sa valeur n'a pas pu être complètement déterminée à ce jour, mais si l'on considère qu'elle varie entre 20 km/s et 30 km/s, la distance de l'objet 3C273 oscille entre 2.000 et 3.000 millions d'années lumière. Presque simultanément J. Greenstein et T. A. Les Mattews étudièrent le spectre de l'objet 3C48, aboutissant à des conclusions similaires. Dans ce cas, la vitesse d'éloignement était beaucoup plus grande, autour de 110.000 km/s. La distance de l'objet est donc supérieure au double de la distance à 3C273. L'observation optique la plus détaillée réalisée après l'obtention de ces résultats a confirmé que la morphologie des astres mentionnés n'est pas non plus celle que montrent les étoiles dans leur intégralité. D'une part, 3C273 a une imputation de matière. 3C48 présente un aspect diffus.

Compte tenu de toutes les raisons que nous avons mentionné, on pouvait sans doute affirmer que ces objets n'étaient pas des étoiles, mais d'autres objets extragalactiques. En raison de leur caractère de stations de radio et de leur indéniable ressemblance stellaire, ils ont commencé à être appelés quasare (abréviation de l'anglais “quasi stellar radio sourde”). Cependant, les professionnels les nomment généralement avec l'acronyme QSO (quasi stellar object).

On connaît actuellement plus de trois mille quasars. Bien que les premiers ont été trouvés grâce à leur radio émission, tous n'ont pas d'émissions à détecter. D'autre part, quant à la vitesse de propagation, on a trouvé des vitesses supérieures à celles qu'on pouvait imaginer. Par exemple, la vitesse correspondant au glissement du Réseau PC1158 + +4658 dans la constellation d'Ursa Mayor est de 94% de celle de la lumière, ce qui fait que la distance à nous est entre 9.000 et 14.000 millions d'années lumière, en fonction de la valeur que nous prenons pour la constante de Hubble. On croit donc que les premières galaxies ont commencé à se former quelque chose avant cette époque à l'étude ; environ 10 millions d'années après la Big-Bang.

Jusqu'à présent, nous n'avons parlé que des vitesses et des distances des quasars. Cependant, il suffit de connaître cette dernière ampleur pour arriver à une première conclusion importante, celle correspondant à l'énorme force d'émission des quasars. Comment sa lumière peut-elle venir jusqu'à nous ? Si nous nous associons au cas du Réseau 3C273, compte tenu de la distance et de l'intensité d'émission qui nous parvient dans tous les champs du spectre, on estime que la luminosité de ce Réseau doit être 1014 fois celle du Soleil. Si nous considérons que notre galaxie est composée d'environ 100 milliards (1011) étoiles semblables à la moyenne du Soleil, la luminosité de la couture 3C273 est 1000 fois celle d'une galaxie normale.

L'étude des lignes d'émission spectrales permet d'estimer la masse du noyau de la quasi. Certaines des lignes d'émission des quasars sont plus agiles que celles obtenues en laboratoire. Cette extension est représentative du mouvement du nuage source de l'émission. En raison du mouvement de rotation, la mesure de la largeur des lignes permet de calculer la vitesse du nuage. Il est logique de considérer que le mouvement du nuage est dû à la force de gravité générée par la masse du noyau du nuage. Ainsi, la vitesse du nuage nous informera de la force et, en définitive, de la masse motrice.

Voyons les résultats que nous obtenons en appliquant cela à 3C273. Supposons un nuage qui se déplace à 5000 km/s. Si la distance entre le nuage et le centre du nuage était de 10 ans lumière (donnée totalement balisée car cette mesure n'a pas encore été obtenue), la masse du noyau de 3C273 serait de 2 milliards de fois plus grande que celle du soleil, 500 fois plus petite que celle d'une galaxie normale.

Il semble contradictoire que, étant la masse de la quasi moindre, l'énergie soit tant de fois plus grande. La clé du problème réside dans la réduction du volume d'accumulation de cette masse. Généralement, les pots présentent de grandes variations de luminosité. Le temps nécessaire pour effectuer ces changements nous fournit des informations sur la taille de la région émettrice. Voyons pourquoi. Pour que l'augmentation de la luminosité soit représentative dans un temps donné, le processus générateur d'énergie doit être simple dans toute la région, mais pour cela il doit être donné dans des distances limitées.

Dans le cas contraire, le temps nécessaire à l'expansion de l'espace sera allongé et l'augmentation de la luminosité se produira à une vitesse plus élevée. Comme la vitesse maximale de propagation de tout processus est celle de la lumière, nous pouvons dire que l'échelle temporelle de tout changement (par exemple, une année) nous fournit l'échelle spatiale de la région qui a produit le changement (dans le même exemple, une année de lumière). Autrement dit, si le processus s'étend à la vitesse de la lumière, l'augmentation de la luminosité se produit à une distance d'un an, mais la luminosité augmente pendant un an.

Les études menées sur 3C273 ont prouvé que les changements sont fréquents. Les échelles temporelles de ces changements sont différentes, mais presque toutes supérieures à 10 jours et assez inférieures à l'année. Par conséquent, la région génératrice de l'émission d'énergie est de faible luminosité du mois. En elle s'accumule donc le cinquième de la masse de notre galaxie, avec une luminosité mille supérieure à celle de notre galaxie.

La figure des pots que nous venons d'exposer, porte associée une nouvelle question. Quel processus peut générer autant d'énergie dans un espace si réduit? Dans le prochain numéro, nous essaierons de répondre à cette question.

Nous allons terminer, résumer. Toutes les recherches visent les quasars comme noyaux de galaxies hyperactives. Comme cette activité se développe dans le noyau, on ne le voit que lui, et l'environnement n'est perçu que par une faible luminosité.

Éphémérides SOLEIL: L'hiver commence le 21 décembre. 14 h 43 min. (UT) Le Soleil entre dans le Capricorne. LUNAS jour (UT) 26 h 17 min 923 h 41 min 1619 h 13 min 240 h 43 min PLANÈTES MERCURE: Comme les nuits les plus longues de l'année viennent, début décembre, nous avons une bonne façon de voir Mercure. Le neuvième jour atteint son allongement maximum à l'Ouest. Ainsi, vous pourrez voir le matin. VÉNUS: nous pourrons le voir au crépuscule. Il ne sera pas encore grand, mais de plus en plus haut. Le 21, il est près de Saturne, un degré au Sud. MARTITZ: au début du mois, il apparaît après s’obscurcir, mais à la fin il apparaît au crépuscule et on le voit toute la nuit; très brillant. JUPITER: sort chaque fois avant, mais pas avant minuit (UT). Nous devrons donc le voir le matin. SATURNE: perd de la hauteur. Au début du mois, nous pouvons le voir pendant quatre heures après le crépuscule, mais seulement pendant deux heures pour la fin.