La galaxie NGC 1068 peut être vue en gros plan sur cette vue du télescope spatial Hubble de la NASA. Ce trou noir actif - montré comme une illustration dans l'encart zoomé - est l'un des plus obscurs connus, car il est entouré de nuages de gaz et de poussière extrêmement épais qui peuvent être caractérisés à l'aide d'observations infrarouges et aux rayons X. Crédit :NASA/JPL-Caltech.
Cristina Ramos Almeida, chercheur à l'IAC, et Claudio Ricci, de l'Institut d'astronomie de l'Universidad Católica de Chile, ont publié une critique dans Astronomie de la nature sur le matériau qui obscurcit les noyaux galactiques actifs obtenus à partir d'observations infrarouges et aux rayons X.
Les trous noirs semblent jouer un rôle fondamental dans l'évolution des galaxies pendant une phase où ils sont actifs et consomment la matière de la galaxie elle-même. Au cours de cette phase, la galaxie abrite un noyau galactique actif (AGN), et l'effet que cette activité nucléaire produit dans la galaxie est connu sous le nom de rétroaction AGN. Par exemple, l'AGN peut chauffer, perturber, consommer et retirer le gaz disponible pour former de nouvelles étoiles, empêchant la poursuite de la croissance des galaxies. La rétroaction AGN est maintenant requise par les simulations de formation de galaxies pour expliquer les observations de galaxies massives à des distances cosmologiques. "Si le retour d'AGN n'est pas pris en compte dans les simulations, " explique Cristina Ramos, "le nombre prédit de galaxies massives lorsque l'univers était plus jeune est beaucoup plus élevé que ceux qui sont observés."
L'étude directe de l'influence de l'activité nucléaire sur l'évolution des galaxies est difficile en raison des différentes échelles spatiales et temporelles impliquées dans les deux processus. Les galaxies massives hébergent des trous noirs supermassifs extrêmement compacts de millions voire de milliards de masses solaires dans leurs noyaux. On estime que les phases de l'activité nucléaire durent peu de temps, entre 1 et 100 millions d'années, alors que les processus d'évolution des galaxies, tels que la croissance de renflement ou la formation de barres, durer beaucoup plus longtemps. "Afin d'étudier la connexion entre l'AGN et la galaxie hôte, nous devons regarder le noyau des galaxies, où se trouve le matériel qui les relie. Ce matériau se compose principalement de gaz et de poussières, qui sont normalement étudiés dans l'infrarouge et la bande des rayons X, " explique Claudio Ricci.
Les astrophysiciens offrent une vue complète des connaissances actuelles dérivées des études infrarouges et aux rayons X. Celles-ci se sont considérablement améliorées au cours de la dernière décennie grâce aux installations d'observation telles que CanariCam sur le Gran Telescopio CANARIAS (GTC), situé à l'Observatoire Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma) et le Very Large Array Interferometer (VLTI) dans le domaine infrarouge, ainsi que des satellites à rayons X comme NuSTAR, Swift/BAT et Suzaku.
Cristina Ramos dit, « Nous savons maintenant que cette matière nucléaire est plus complexe et dynamique qu'on ne le pensait il y a quelques années :elle est très compacte, formé par des nuages de gaz et de poussière en orbite autour du trou noir, et ses propriétés dépendent de la luminosité et du taux d'accrétion de l'AGN. De plus, ce n'est pas une structure isolée, mais apparaît lié à la galaxie via des flux sortants et entrants de gaz, comme des flux de matière s'écoulant dans le cadre d'un cycle. Ce cycle de flux de gaz continue d'alimenter le trou noir et régule la formation de nouvelles étoiles dans la galaxie."
Récemment, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) a imagé pour la première fois le matériau obscurcissant nucléaire dans une galaxie active. ALMA fonctionne dans la gamme millimétrique et submillimétrique, et ce dernier trace les poussières et les gaz les plus froids entourant AGN. Dans le cas de la galaxie NGC 1068, ALMA a montré que ce matériau est distribué sous la forme d'un disque très compact de sept à 10 parsecs (pc) de diamètre, et en plus de la rotation régulière du disque, il y a des mouvements non circulaires qui correspondent au gaz à grande vitesse sortant du noyau de la galaxie. « Au cours de la prochaine décennie, la nouvelle génération d'installations infrarouges et à rayons X contribuera grandement à notre compréhension de la structure et des propriétés physiques de la matière nucléaire, " conclut Claudio Ricci.
