Métamorphose cosmique : comment les quasars se débarrassent de leurs cocons de poussière ✛
Au cœur des galaxies massives, de monstrueux « cocons » gravitationnels mûrissent : des trous noirs de plusieurs milliards de masses solaires, enveloppés dans un voile dense de gaz et de poussière. Mais toute métamorphose exige de briser l'enveloppe. Pour la première fois, des astronomes ont surpris des quasars à l'instant décisif : telles des papillons cosmiques, ils déchirent leurs linceuls de poussière, éjectant de la matière à une vitesse effroyable et exposant leur noyau éblouissant.
Grâce à une spectroscopie des plus fines, on a non seulement enregistré ce vent d'ouragan, mais aussi compris sa composition. Les raies de l'hydrogène, du carbone et de l'hélium se comportent de manière anormale : dans l'ultraviolet, elles disparaissent presque, alors que dans la lumière visible, elles conservent leur intensité normale. Cela indique un continuum ionisant « doux », qui accélère les particules par radiation, mais n'est pas assez dur pour faire briller les éléments hautement ionisés. La poussière dans un tel flux est broyée par les ondes de choc en une poussière microscopique, expliquant la loi d'extinction étrange que les astronomes ont comparée aux nuages de Magellan, mais avec une montée extrêmement raide dans l'ultraviolet.
La masse du monstre central — un objet dont l'existence même a été prédite dans les travaux de Karl Schwarzschild — a été calculée à partir de la raie d'émission Hα, découverte par Johann Balmer. Les valeurs obtenues, de 108.7 à 109.4 M☉, avec un rapport d'Eddington de 0.14 à 0.34, dressent le portrait d'un abîme en pleine croissance, qui n'a pas encore atteint sa limite. La faible polarisation du rayonnement (<4%) révèle un petit angle d'inclinaison par rapport au disque — nous regardons directement à travers le cocon en expansion, traversé par le vent.
Ces objets constituent le chaînon manquant tant attendu entre les quasars à larges raies d'absorption et les quasars à raies d'émission faibles. Leur étude à différents décalages vers le rouge, jusqu'à une époque située 2 à 3 milliards d'années après le Big Bang, permet d'affiner les modèles d'évolution des galaxies et le rôle de la matière noire dans l'assemblage des structures cosmiques. À l'avenir, le télescope James Webb pénétrera encore plus profondément dans l'infrarouge pour voir comment ces vents naissent à l'aube de l'Univers et comment le trou noir dicte son destin à sa galaxie.
Un quasar, GQ 1309+2904, a longtemps déconcerté les astronomes : sa raie d'émission était tellement décalée que le décalage vers le rouge systématique ne pouvait pas être déterminé, jusqu'à ce qu'on remarque une faible émission étendue de Lyman-alpha provenant de la galaxie hôte. C'est ce qui a révélé la véritable distance de ce fugitif poussiéreux.
Le spectacle d'un cocon de poussière qui se déchire évoque les scènes d'Interstellar où la matière tourbillonne autour d'un trou noir géant, ou le motif de l'abandon des enveloppes par un superintellect dans Solaris de Lem. Mais ici, le théâtre cosmique se joue selon les lois physiques réelles, sans hypothèses fantastiques.