Les astronomes ont observé le distant Galaxy OJ 287 actif pendant de nombreuses années. C’est un objet BL LAC, un type de noyaux galactiques actifs connus pour leur variabilité extrême. Ils affichent une variabilité rapide et prononcée de leur luminosité sur plusieurs longueurs d’onde.
En termes simples, un noyaux galactiques actifs est un trou noir supermassif (SMBH) qui accréte activement du matériel. Les SMBH exercent une influence extraordinairement puissante sur leur environnement. L’observation de la formation et de la propagation des jets provenant des SMBH est un moyen de comprendre comment ils dominent leur environnement. Entre autres effets, ces jets chauffent les nuages de gaz à proximité, étouffant leur formation d’étoiles.
De nouvelles observations avec un interféromètre radio nommé Radioastron Space VLBI ont révélé la présence d’un jet de matériau inhabituel en forme de ruban émanant du centre de l’OJ 287. Les observations et les résultats sont dans un article récent intitulé «Revue d’un jet de type ruban dans OJ 287 avec RadioStron». L’auteur principal est le Dr Thalia Traianou de l’Université Heidelberg, et l’article est publié dans Astronomy and Astrophysics.
La mission Space VLBI Radioastron combine un radio-télescope d’origine spatiale avec 27 radiotélescopes au sol dans le monde pour créer un grand télescope virtuel. En utilisant l’interférométrie, il crée un radiotélescope virtuel qui est cinq fois le diamètre de la Terre. Cela donne à Radioastron une résolution spatiale exceptionnellement élevée, permettant au télescope de regarder dans le cœur de l’OJ 287. Au cours de plusieurs années d’observations, il a trouvé un long jet de plasma en forme de ruban sinueux qui se tourne dans l’espace.
Ce sont des images VLBI multi-EPOCH de l’OJ 287 observées le 3 mai 2014, 11 avril 2015, 22 avril 2016 et le 16 avril 2017. Les Rigelines, délimitant l’axe du jet pour chaque époque, sont superposés sous forme de lignes de citron vert, avec une contour noir pour une visibilité améliorée. Cette séquence d’images montre clairement l’évolution du jet au cours des quatre années. Crédit d’image: Traianou et al. 2025. A & A
Radioastron a détecté plus que le jet en forme de ruban. Il a également trouvé des régions dans le jet avec des températures supérieures à 10 billions de Kelvin. C’est extrêmement chaud. Le noyau du soleil est d’environ 15 millions de Kelvin, à titre de comparaison, ce qui signifie que les régions chaudes du jet sont 660 000 fois plus chaudes. Cette température est similaire à l’univers uniquement microsecondes après le Big Bang, lorsque toute la matière existait comme plasma de quark-gluon.
Ils ont également trouvé l’émergence d’un nouveau composant à réaction. C’est une nouvelle onde de choc dans le jet qui a claqué un choc stationnaire préexistant. Il coïncide avec la détection historique d’une explosion massive d’énergie en 2017 qui a libéré des milliards de rayons gamma électron-volts de OJ 287.
« Nous avons capturé la naissance d’un composant à réaction et l’avons regardé descendre ce beau ruban jusqu’à ce qu’il atteigne une vague de choc et produit les rayons gamma les plus énergiques jamais détectés à partir de cette source », a déclaré l’auteur principal Tailrianou dans un communiqué de presse.
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Les nouvelles observations de Radioastron de Twisted Jet d’OJ 287 peuvent aider à expliquer un puzzle de longue date.
Les astronomes observent l’OJ 287 depuis plus d’un siècle, enregistrant les variations de luminosité de l’objet. Ils suivent un cycle inhabituel de 60 ans et un cycle de 12 ans plus court de fusées extrêmement lumineuses. Les variations cycliques suggèrent que la galaxie héberge une paire de trous noirs. Cela pourrait non seulement créer le cycle, mais aussi expliquer pourquoi le jet est tordu comme un ruban. Si deux trous noirs se sont en orbite, leur mouvement pourrait tordre le jet.
« Ces variations périodiques sont bien expliquées par un modèle de trou noir supermassif (SMBHB) dans lequel un trou noir supermassif secondaire suit une orbite excentrique précessionuse autour d’une primaire plus massive », explique les auteurs. « Des fusées éclairantes sont générées chaque fois qu’un composant plus petit traverse le disque d’accrétion du primaire. »
Ces images d’OJ 287 sont du 25 avril 2016. L’image de gauche montre la température de luminosité. L’image de droite montre des contours d’intensité totale. P1, P2 et P3 sont des caractéristiques polarisées, et la courbe verte en pointillés centrale trace la ligne de crête de jet. Les cercles jaunes C1 et C2 marquent les emplacements des trous noirs. Crédit d’image: Traianou et al. 2025. A & A
Trouver une galaxie avec une paire de trous noirs présente une nouvelle opportunité. Finalement, la paire fusionnera et produira probablement des ondes gravitationnelles. Les astronomes ont détecté ces vagues de nombreuses fusions, donc OJ 287 est l’occasion d’observer une paire de SMBH avant de fusionner. Alors que Radioastron a pris fin en 2019, les observations de l’OJ 287 avec d’autres installations seront en cours.
«L’une des belles choses de la science fondamentale est l’imprévisibilité de son impact. Lorsque l’électricité a été découverte il y a deux cents ans, personne n’aurait pu imaginer à quel point il serait profondément façonner la société moderne, a déclaré le co-auteur, le professeur Leonid Curvits de la Faculté de l’ingénierie aérospatiale à l’Université de Delft de la technologie aux Pays-Bas.» C’est la même chose avec nos recherches: nous ne savons pas quand et quels seront ses effets. Mais cette incertitude fait partie de ce qui rend la science fondamentale si excitante. Cela dit, il est certain que cette étude de RadioSastron est un prélude aux découvertes transformationnelles à venir dans la nouvelle ère de l’astronomie multi-méprisante. »