Devenez chasseur de trous noirs supermassifs avec Radio Galaxy Zoo

Vous avez toujours rêvé de découvrir des trous noirs et de percer leurs mystères ? Vous pouvez aider les astrophysiciens en participant avec eux à la chasse aux trous noirs supermassifs dans les données collectées par les radiotélescopes du VLA et dans les images prises en infrarouge par les satellites Wise et Spitzer. Il vous suffit d'aller sur le site de Radio Galaxy Zoo. Grâce à vous, on pourrait mieux comprendre comment sont nés et ont évolué les quasars.

Hercules A est une galaxie elliptique située à environ deux milliards d'années-lumière de la Voie lactée. Environ 1.000 fois plus massive que notre Galaxie, elle abrite un trou noir central de 2,5 milliards de masses solaires. On la voit dans le visible sur cette photographie prise par Hubble et sur laquelle a été surimposée une image réalisée dans le domaine des ondes radio par le VLA. Se révèlent alors deux lobes radio produits par des jets de matière relativistes longs de plusieurs millions d’années-lumière. C’est ce genre d’objets que les astrophysiciens derrière le Radio Galaxy Zoo veulent recenser dans l’univers observable afin de mieux comprendre l’origine des trous noirs supermassifs. © Nasa, Esa

Comment sont nés les trous noirs supermassifs au centre des galaxies ? D’où viennent ces monstres en rotation qui contiennent de quelques millions à quelques milliards de masses solaires et qui sont à l’origine des quasars et des noyaux actifs de galaxies ? On ne le sait pas vraiment, bien que l’on ait proposé plusieurs théories au cours des dernières décennies. On pense qu’ils évoluent de pair avec les galaxies qui les hébergent puisque celles-ci sont souvent environ mille fois plus massives que ces astres compacts géants.

Pendant longtemps, on pensait que les trous noirs supermassifs grossissaient à l’occasion de collisions entre galaxies. Ce qui entraînait à la fois la fusion des deux trous noirs géants qu’elles contenaient et apportait du gaz frais au trou noir final. Le trou noir ainsi produit s’entourait alors d’un disque d’accrétion, et jaillissaient aussi de formidables jets de matière relativistes formant des lobes particulièrement lumineux dans le domaine des ondes radio. Cette image simple et plausible s’est brouillée ces dernières années. On ne sait plus très bien quelle est la part des collisions entre galaxies et celle de la chute de filaments intergalactiques de matière froide sur l’horizon de ces trous noirs dans leur processus de croissance.

Une chasse aux noyaux actifs de galaxies

Pour y voir plus clair, il faudrait disposer d’observations d'un grand nombre de trous noirs supermassifs en train d’accréter de grandes quantités de matière sur une longue période de l’histoire de l’univers observable. Ces trous noirs se signalant par des émissions dans une certaine bande de l’infrarouge et par la présence de lobes radio brillants, il faut donc partir à la recherche d’objets possédant ces deux caractéristiques.

Cette vidéo montre d'abord une image dans le visible de la galaxie elliptique géante Hercules A. On voit ensuite les images des lobes radio provoqués par les jets de matière issus du trou noir supermassifs au cœur de Hercules A. © Nasa, Esa

La bonne nouvelle est que des collectes d'images contenant de tels objets ont déjà été réalisées. Il y a eu par exemple la campagne d’observation Faint Images of the Radio Sky at Twenty-Centimeters (First). Elle a fourni environ 175.000 images lors d'un sondage profond d’une bonne partie de la voûte céleste. First a été effectuée entre 1993 et ​​2011 avec les 27 radiotélescopes du VLA (Very Large Array).

Dans le domaine infrarouge, des trous noirs supermassifs se cachent parmi les données collectées de 2009 à 2011 par Wise (Wide-Field Infrared Survey Explorer). Ses 175.000 images peuvent être comparées à celles de First. Spitzer, après épuisement de son système de refroidissement à l’hélium, restait tout de même en mesure de réaliser des observations en infrarouge révélant l’existence de trous noirs géants dans les 6.000 images qu’il a prises.

La mauvaise nouvelle est que toutes les sources radio ne sont pas des lobes de noyaux actifs de galaxies. Et il n’est pas facile d'associer, à l'aide d'un ordinateur, des émissions radio à une source infrarouge provenant d'un trou noir supermassif.

Des images radio à associer à des images infrarouges de Wise

Heureusement, les capacités d’association visuelle d’un cerveau humain sont encore bien supérieures à celles des ordinateurs pour certaines tâches et en particulier celle de corréler les observations de First avec celles de Wise et Spitzer. C’est pourquoi les astrophysiciens viennent de mettre en ligne Radio Galaxy Zoo dans le cadre du célèbre Zooniverse. Ce portail de science citoyenne bien connu est une extension du projet original Galaxy Zoo qui invitait les internautes à classer les galaxies. Récemment, c’étaient à la chasse aux exoplanètes qu’il conviait tout un chacun.

Aujourd’hui, vous pouvez aider les astrophysiciens à découvrir des trous noirs supermassifs et surtout à comprendre leur origine et leur histoire, qui est probablement aussi celle de la naissance et de l’évolution des galaxies. Il suffit de cliquer sur Radio Galaxy Zoo...

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