Dans les années 1970, les astronomes ont pris connaissance d'une source radio compacte au centre de la Voie lactée - qu'ils ont nommée Sagittaire A. Après plusieurs décennies d'observation et de preuves de plus en plus nombreuses, il a été théorisé que la source de ces émissions radio était en fait un trou noir supermassif (SMBH). Depuis cette époque, les astronomes en sont venus à théoriser que les SMBH sont au cœur de toutes les grandes galaxies de l'Univers.

La plupart du temps, ces trous noirs sont silencieux et invisibles, donc impossible à observer directement. Mais pendant les périodes où le matériel tombe dans leurs gueules massives, ils flamboient de radiations, émettant plus de lumière que le reste de la galaxie réunie. Ces centres lumineux sont ce qu'on appelle les noyaux galactiques actifs, et sont la preuve la plus solide de l'existence des SMBH.

La description:

Il convient de noter que les énormes sursauts de luminosité observés à partir des noyaux galactiques actifs (AGN) ne proviennent pas des trous noirs supermassifs eux-mêmes. Pour quelques temps, les scientifiques ont compris que rien, même pas de lumière, peut échapper à l'horizon d'événement d'un trou noir.

Au lieu, l'explosion massive de radiations - qui inclut les émissions dans la radio, four micro onde, infrarouge, optique, ultra-violet (UV), Les bandes d'ondes des rayons X et gamma – proviennent de la matière froide (gaz et poussière) qui entoure les trous noirs. Ceux-ci forment des disques d'accrétion qui orbitent autour des trous noirs supermassifs, et les nourrir progressivement de matière.

L'incroyable force de gravité dans cette région comprime le matériau du disque jusqu'à ce qu'il atteigne des millions de degrés Kelvin. Cela génère un rayonnement lumineux, produisant une énergie électromagnétique qui culmine dans la bande d'onde optique-UV. Une couronne de matière chaude se forme également au-dessus du disque d'accrétion, et peut diffuser des photons jusqu'à des énergies de rayons X.

Une grande partie du rayonnement de l'AGN peut être masquée par du gaz interstellaire et de la poussière à proximité du disque d'accrétion, mais cela sera probablement re-rayonné dans la bande d'onde infrarouge. En tant que tel, la majeure partie (sinon la totalité) du spectre électromagnétique est produite par l'interaction de la matière froide avec les SMBH.

L'interaction entre le champ magnétique rotatif du trou noir supermassif et le disque d'accrétion crée également de puissants jets magnétiques qui tirent de la matière au-dessus et au-dessous du trou noir à des vitesses relativistes (c'est-à-dire une fraction significative de la vitesse de la lumière). Ces jets peuvent s'étendre sur des centaines de milliers d'années-lumière, et sont une deuxième source potentielle de rayonnement observé.

Types d'AGN :

Typiquement, les scientifiques divisent AGN en deux catégories, qui sont appelés noyaux "radio-silencieux" et "radio-fort". La catégorie radio-fort correspond aux AGN qui ont des émissions radio produites à la fois par le disque d'accrétion et les jets. Les AGN radio-silencieux sont plus simples, en ce que tout jet ou émission liée au jet est négligeable.

Carl Seyfert a découvert la première classe d'AGN en 1943, c'est pourquoi ils portent maintenant son nom. Les "galaxies Seyfert" sont un type d'AGN radio-silencieux qui sont connus pour leurs raies d'émission, et sont subdivisés en deux catégories en fonction d'eux. Les galaxies Seyfert de type 1 ont à la fois des raies d'émission optique étroites et élargies, qui impliquent l'existence de nuages ​​de gaz de haute densité, ainsi que des vitesses de gaz comprises entre 1000 et 5000 km/s près du noyau.

Seyfert de type 2, en revanche, n'ont que des raies d'émission étroites. Ces lignes étroites sont causées par des nuages ​​de gaz de faible densité qui sont plus éloignés du noyau, et des vitesses de gaz d'environ 500 à 1000 km/s. Ainsi que Seyferts, d'autres sous-classes de galaxies radio-silencieuses comprennent les quasars radio-silencieux et les LINER.

Les galaxies de la région de la ligne d'émission nucléaire à faible ionisation (LINER) sont très similaires aux galaxies Seyfert 2, à l'exception de leurs faibles raies d'ionisation (comme leur nom l'indique), qui sont assez forts. Ce sont les AGN les moins lumineux qui existent, et on se demande souvent s'ils sont en fait alimentés par l'accrétion sur un trou noir supermassif.

Les galaxies radio-fortes peuvent également être subdivisées en catégories telles que les radiogalaxies, quasars, et blazars. Comme le nom le suggère, Les radiogalaxies sont des galaxies elliptiques qui sont de puissants émetteurs d'ondes radio. Les quasars sont le type d'AGN le plus lumineux, qui ont des spectres similaires à Seyferts.

Cependant, ils sont différents en ce que leurs caractéristiques d'absorption stellaire sont faibles ou absentes (ce qui signifie qu'elles sont probablement moins denses en termes de gaz) et les raies d'émission étroites sont plus faibles que les raies larges observées dans Seyferts. Les blazars sont une classe très variable d'AGN qui sont des sources radio, mais n'affichent pas les raies d'émission dans leurs spectres.

Détection:

Historiquement parlant, un certain nombre de caractéristiques ont été observées dans les centres des galaxies qui ont permis de les identifier comme des AGN. Par exemple, chaque fois que le disque d'accrétion peut être vu directement, des émissions optiques nucléaires peuvent être observées. Chaque fois que le disque d'accrétion est obscurci par du gaz et de la poussière près du noyau, un AGN peut être détecté par ses émissions infrarouges.

Ensuite, il y a les raies d'émission optique larges et étroites qui sont associées aux différents types d'AGN. Dans le cas précédent, ils sont produits chaque fois qu'un matériau froid est proche du trou noir, et sont le résultat de la rotation du matériau émetteur autour du trou noir à des vitesses élevées (provoquant une gamme de décalages Doppler des photons émis). Dans le cas précédent, un matériau froid plus éloigné est le coupable, résultant en des raies d'émission plus étroites.

Ensuite, il y a des émissions de continuum radio et de continuum de rayons X. Alors que les émissions radio sont toujours le résultat du jet, les émissions de rayons X peuvent provenir du jet ou de la couronne chaude, où le rayonnement électromagnétique est diffusé. Durer, il y a des émissions de raies X, qui se produisent lorsque les émissions de rayons X illuminent la matière lourde et froide qui se trouve entre elle et le noyau.

Ces signes, seul ou en combinaison, ont conduit les astronomes à faire de nombreuses détections au centre des galaxies, ainsi que de discerner les différents types de noyaux actifs.

La Voie Lactée :

Dans le cas de la Voie lactée, l'observation en cours a révélé que la quantité de matière accumulée sur Sagitarrius A est compatible avec un noyau galactique inactif. Il a été théorisé qu'il avait un noyau actif dans le passé, mais est depuis passé à une phase radio-silencieuse. Cependant, il a également été émis l'hypothèse qu'il pourrait redevenir actif dans quelques millions (ou milliards) d'années.

Quand la galaxie d'Andromède fusionne avec la nôtre dans quelques milliards d'années, le trou noir supermassif qui est en son centre fusionnera avec le nôtre, produire un beaucoup plus massif et puissant. À ce point, le noyau de la galaxie résultante - la galaxie de Milkdromeda (Andrilky), peut-être? – aura certainement assez de matériel pour qu'il soit actif.

La découverte de noyaux galactiques actifs a permis aux astronomes de regrouper plusieurs classes de galaxies différentes. Cela a également permis aux astronomes de comprendre comment la taille d'une galaxie peut être discernée par le comportement de son noyau. Enfin, il a également aidé les astronomes à comprendre quelles galaxies ont subi des fusions dans le passé, et ce qui pourrait arriver un jour pour nous.