Jusque récemment, on pensait que les quasars avaient des positions essentiellement fixes dans le ciel. Alors que les objets géocroiseurs se déplacent le long de trajectoires complexes, les quasars sont si éloignés qu'on pensait qu'ils offraient des points de référence stables et fiables pour une utilisation dans la recherche sur la navigation et la tectonique des plaques. Maintenant, une équipe internationale d'astrophysiciens composée de chercheurs de l'Institut de physique et de technologie de Moscou a découvert que les quasars ne sont pas entièrement immobiles et a expliqué ce comportement. Les résultats ont été publiés dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .

"Les positions apparentes des quasars changent avec la fréquence de rayonnement utilisée pour les observer. Les chercheurs ont prédit cet effet il y a environ 40 ans sur la base de la théorie du rayonnement synchrotron et l'ont observé peu de temps après, " explique Alexandre Pouchkarev, chercheur de premier plan à l'Observatoire d'astrophysique de Crimée et à l'Institut de physique Lebedev de l'Académie des sciences de Russie. "Notre étude visait à déterminer si cet effet varie avec le temps, et si oui, puis sur quelles échelles de temps et dans quelle mesure le changement de position apparent change."

Les quasars appartiennent à une classe plus large d'objets astronomiques appelés noyaux galactiques actifs. Heureusement, aucun d'entre eux n'est situé près de la Terre. Un AGN est essentiellement un trou noir "cracheur de feu" incinérant son environnement avec deux jets de plasma dirigés de manière opposée se déplaçant à des vitesses relativistes. Tapi au cœur d'un AGN, le trou noir lui-même est, naturellement, invisible. Cet objet central est entouré d'une région pénétrable uniquement au rayonnement de fréquence la plus élevée. Par conséquent, un observateur terrestre voit un AGN différemment selon la fréquence de rayonnement utilisée. Par exemple, tandis que les observations optiques révèlent le jet et la lueur autour de sa source, les radiotélescopes ne peuvent discerner que la partie de la "queue" du quasar dirigée vers nous.

La technique la plus précise actuellement disponible pour l'observation radio d'objets distants est connue sous le nom d'interférométrie à très longue base. Il s'appuie sur un télescope géant émulé qui s'appuie sur de nombreux instruments réguliers dispersés à travers le monde. Un tel télescope « virtuel » peut obtenir des données à haute résolution sur une source radio distante. Cependant, la réduction des données et la restauration "d'une photo" de la cible n'est pas une chose anodine, car les chercheurs ont besoin de récupérer une image à partir des informations recueillies par de nombreux instruments.

L'équipe a développé une procédure automatisée pour résoudre cette tâche. Ils ont constaté que la coordonnée apparente du sommet du jet ne reste pas statique mais fluctue dans les deux sens le long de l'axe du jet. Il semblerait que la source elle-même « se tortille ». Cependant, les astrophysiciens considèrent ces fluctuations comme une sorte d'illusion. Ils expliquent le phénomène par la nature complexe du rayonnement. Cela implique que les noyaux des quasars eux-mêmes ne subissent aucun mouvement dans l'espace.

« Au XXe siècle, une théorie expliquait le comportement apparent des quasars en termes de rayonnement d'électrons rapides. Mais ce modèle n'explique pas comment ce rayonnement peut varier, " dit Alexandre Plavin, chercheur au Laboratoire de Recherche Fondamentale et Appliquée des Objets Relativistes de l'Univers du MIPT et doctorant à l'Institut de Physique Lebedev, RAS. "Jusque récemment, il était plus commode d'ignorer simplement cette variabilité. Les AGN ont été supposés être statiques en position à des fins pratiques. Mais nous avons accumulé suffisamment de données et développé une méthode efficace et précise pour leur traitement automatisé. Cela nous a permis de détecter la variabilité de la position et de l'interpréter en termes de physique interne des jets."

Quelle pourrait être la raison de ce phénomène ? Pour répondre à cette question, les auteurs ont vérifié les positions apparentes de l'AGN pour les corrélations potentielles avec certains des paramètres variables du quasar, tels que leur luminosité ou leurs champs magnétiques. Il s'est avéré que les coordonnées apparentes d'un noyau galactique actif sont directement associées à la densité de particules dans le jet :plus la luminosité est élevée, plus le changement de position perçu est prononcé. Cela pourrait compléter les modèles théoriques de quasars en indiquant le rôle des éruptions nucléaires injectant du plasma à plus haute densité dans l'écoulement.

Il y a aussi une dimension pratique à cette analyse. De nouvelles données précises sur les déplacements apparents des positions des quasars permettront une correction des techniques d'astrométrie, menant aux systèmes de navigation les plus précis de l'histoire de l'humanité.