Un groupe de chercheurs dirigé par Paula Sánchez-Sáez, doctorant au Département d'Astronomie de l'Université du Chili, a réussi à déterminer que le taux de variabilité de la lumière émise par la matière avalée par les trous noirs supermassifs dans les noyaux des galaxies actives est déterminé par le taux d'accrétion, C'est, combien de matière ils « mangent ».

"La lumière émise par la matière qui tombe (son éclat) change beaucoup avec le temps, sans modèle stable, nous disons donc qu'ils présentent une variabilité. Nous savons que cela varie, mais nous ne savons toujours pas clairement pourquoi. Si l'on observe d'autres objets, comme les étoiles ou les galaxies sans noyaux actifs, leur luminosité est constante dans le temps, mais si nous regardons les galaxies avec des noyaux actifs, leur luminosité augmente et diminue, et est complètement imprévisible. Nous avons étudié comment l'amplitude de cette variation de la lumière émise (ou en termes simples, l'amplitude de la variabilité) est liée, avec la luminosité moyenne émise par l'AGN, la masse du trou noir super massif, et le taux d'accrétion d'AGN (qui correspond à la quantité de matière que le trou noir consomme en un an). Les résultats de notre analyse montrent que, contrairement à ce que l'on croyait, la seule propriété physique importante pour expliquer l'amplitude de la variabilité est le taux d'accrétion d'AGN, " explique le jeune chercheur.

L'étude a déterminé qu'il n'y a qu'une seule propriété physique qui pourrait prédire la variabilité de ces objets :le taux d'accrétion. "Ce n'est rien d'autre que la quantité de matière qui tombe dans ce trou noir supermassif. Donc s'il est au régime, ou s'il avale beaucoup ou s'il ne rentre plus dans sa bouche... cela déterminera s'ils varient beaucoup ou peu. Et ce qu'on détecte, c'est que moins ils avalent, plus ils varient, " explique Paulina Lira, un universitaire du Département d'Astronomie de l'Université du Chili, et chercheur au Centre d'excellence CATA en astrophysique.

Pour Paula Sánchez-Sáez, premier auteur de l'étude, l'importance de cette découverte est d'essayer d'élucider quel est le mécanisme physique derrière cette variabilité, l'une des caractéristiques les plus inhérentes aux noyaux galactiques actifs. "Les résultats obtenus dans cette étude remettent en cause l'ancien paradigme selon lequel l'amplitude de la variabilité de l'AGN dépendait principalement de la luminosité de l'AGN. Cela était cru car mesurer la masse des trous noirs n'est pas toujours possible, ainsi la mesure des taux d'accrétion n'a pu être effectuée avec précision que pour quelques objets, mais avec les données SDSS il a été possible de mesurer ces propriétés physiques pour un échantillon de l'ordre de 2, 000 objets, qui ont également été observés par l'enquête de variabilité QUEST-La Silla AGN. En outre, de notre enquête de variabilité, nous avons pu obtenir des courbes lumineuses de très bonne qualité pour un large échantillon d'objets, afin que nous puissions étudier la variabilité de chaque objet indépendamment, ce qui n'était pas possible auparavant pour un large échantillon d'AGN. En combinant le fait que nous disposions de mesures précises des propriétés physiques de l'AGN, en plus d'une bonne caractérisation de la variabilité des AGN individuels, on pourrait déterminer que le facteur principal qui détermine l'amplitude de la variabilité est le taux d'accrétion, ou en termes plus techniques le ratio d'Eddington, " elle dit.

Les données utilisées dans ce travail proviennent de deux sources. Pour l'analyse de la variabilité, ils ont utilisé les données de l'enquête de variabilité QUEST-La Silla AGN (dirigée par Paulina Lira), qui a été réalisée entre 2010 et 2015, observer 5 champs extragalactiques. Pour l'étude des propriétés physiques de l'AGN, ils ont utilisé des données spectrales publiques du Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

À l'avenir, les chercheurs chercheront à étudier l'échelle de temps de variabilité de ces noyaux galactiques actifs. "Une autre propriété très importante est l'échelle de temps de variabilité de ces objets. Pour mesurer cette propriété avec précision, nous avons besoin d'avoir des courbes de lumière avec une couverture de plus de 10 ans. Il faut donc attendre les futurs relevés, comme le Large Synoptic Survey Telescope (LSST), fournir plus de données photométriques, afin que nous puissions combiner ces données avec nos données de l'enquête de variabilité QUEST-La Silla AGN pour étendre nos courbes de lumière à un ordre de 20 ans, " dit Paula.