Quasar

Le mot « quasar » est la contraction de l’anglais quasi-stellar radio source, « source radio quasi stellaire ». Dans un télescope, un quasar ressemble en effet à une simple étoile. Il s’agit en réalité de l’un des objets les plus énergétiques de l’Univers, situé à des milliards d’années-lumière. On en connaît plus d’un million.

Comment fonctionne un quasar ?

Au centre de la plupart des grandes galaxies se trouve un trou noir supermassif de millions à milliards de masses solaires. Quand il est abondamment alimenté en gaz, celui-ci ne tombe pas directement : il tourne autour en formant un disque d’accrétion. Les frottements dans ce disque le portent à des températures de centaines de milliers de degrés, et il rayonne une énergie colossale avant que la matière ne franchisse l’horizon.

• Le trou noir lui-même n’émet rien : c’est la matière qui tombe qui brille.
• L’accrétion convertit en rayonnement une part beaucoup plus grande de la masse que la fusion nucléaire des étoiles.
• Certains quasars projettent aussi des jets de particules à une vitesse proche de celle de la lumière, sur des centaines de milliers d’années-lumière.

La découverte de 3C 273

À la fin des années 1950, les radioastronomes détectent des sources radio associées à de faibles « étoiles ». En 1963, l’astronome néerlandais Maarten Schmidt, au mont Palomar, étudie le spectre de l’une d’elles, 3C 273. Les raies qu’il observe sont celles de l’hydrogène, mais fortement décalées vers le rouge : de 16 %. Ce décalage, dû à l'expansion de l’Univers, situe l’objet à environ 2,4 milliards d’années-lumière. Pour être visible d’aussi loin, il doit être incroyablement lumineux.

3C 273, dans la constellation de la Vierge, reste le quasar le plus brillant du ciel, avec une magnitude d’environ 12,9 : il est visible dans un télescope amateur de bonne taille, ce qui en fait l’objet le plus lointain accessible à un amateur.

Les quasars en chiffres

La petite taille de la région émettrice est déduite de la rapidité des variations d’éclat : un objet qui change d’éclat en quelques jours ne peut pas être beaucoup plus grand que quelques jours-lumière.

Pourquoi n’y en a-t-il pas près de nous ?

Les quasars étaient beaucoup plus nombreux il y a 10 à 12 milliards d’années. Les jeunes galaxies, riches en gaz et sujettes aux collisions, nourrissaient abondamment leur trou noir central. Avec le temps, le carburant s’est raréfié : la plupart des quasars se sont éteints et sont devenus des galaxies calmes. Le trou noir de la Voie lactée, Sagittarius A*, n’est aujourd’hui presque pas alimenté.

Les quasars et la cosmologie

• Des phares lointains : la lumière des quasars traverse des nuages de gaz intergalactique qui y impriment des raies d’absorption, une « forêt » qui permet de cartographier la matière invisible (voir spectroscopie).
• Les débuts de l’Univers : les quasars les plus lointains, observés moins d’un milliard d’années après le Big Bang, possèdent déjà des trous noirs de près d’un milliard de masses solaires. Comment ont-ils grandi si vite ? La question reste ouverte.
• Un repère fixe : leur éloignement les rend presque immobiles dans le ciel ; ils servent de référence au système de coordonnées célestes international.

Questions fréquentes

Un quasar est-il dangereux ?

Pas pour nous : les plus proches sont à plus d’un milliard d’années-lumière. Mais leur rayonnement et leurs vents influencent fortement leur propre galaxie, au point de freiner la formation d’étoiles.

Quelle différence entre un quasar et un pulsar ?

Un pulsar est une étoile à neutrons de quelques kilomètres dans notre galaxie. Un quasar est le noyau d’une galaxie lointaine, des milliards de fois plus énergétique.

La Voie lactée a-t-elle été un quasar ?

C’est possible : son trou noir central a pu connaître des phases d’activité plus intense dans le passé, mais rien ne prouve qu’il ait atteint la luminosité d’un quasar.