LESIA - Observatoire de Paris

Première observation directe du tore de poussière de NGC 1068

vendredi 25 septembre 2015

Grâce aux capacités d’observation inédites de l’instrument SPHERE récemment installé au VLT, une équipe de chercheurs menée par Damien Gratadour a pour la première fois observé directement la signature d’un tore de poussières au coeur de la galaxie active NGC 1068. Ce résultat est publié dans la revue Astronomy et Astrophysics.

Les galaxies actives représentent une fraction significative de la population des galaxies. Elles possèdent un noyau dont la luminosité est bien supérieure à celle du reste de la galaxie. Cette activité est expliquée par la présence d’un trou noir supermassif (quelques millions à quelques milliards de masses solaires) au sein de ce noyau et par le rayonnement produit lors du processus d’accrétion de la matière autour de ce trou noir.

Pour expliquer la variété des aspects observés de cette activité, le modèle unifié des noyaux actifs de galaxie postule l’existence d’une concentration de gaz et de poussières de forme toroïdale de quelques parsecs à quelques dizaines de parsecs de rayon, ceinturant le trou noir supermassif et son disque d’accrétion. Jusqu’à présent, seules des preuves indirectes avaient corroboré l’existence de cette concentration dense et opaque de gaz et de poussière.

Vue d'artiste du cœur d'un noyau actif de galaxie
Vue d’artiste du cœur d’un noyau actif de galaxie

(Copyright : ESA/NASA, the AVO project and Paolo Padovani)

A l’été 2014, le chasseur d’exoplanètes SPHERE1 a été installé au Chili, au VLT. Pour détecter de nouvelles exoplanètes, cet instrument est pourvu d’une optique adaptative extrême couplée à diverses modes d’observation. Utilisant plus particulièrement le mode polarimétrique, l’équipe menée par Damien Gratadour a obtenu des observations du noyau actif de la galaxie NGC 1068 avec une qualité d’image inégalée. La résolution spatiale obtenue, de 2,5 pc, soit près de 20 fois meilleure que celle offerte sans système correcteur, a ainsi permis de mettre en évidence deux structures particulières au cœur du noyau actif : un double cône en forme de sablier et une structure centrale allongée perpendiculaire à l’axe du double cône.

La première révèle ainsi clairement la région moins dense au sein de laquelle les nuages de gaz sont ionisés par le rayonnement intense issu du trou noir central supermassif. La seconde structure, allongée sur environ 55 pc et d’une épaisseur d’environ 20 pc, serait révélée par la diffusion de la lumière provenant de la source centrale sur la poussière de ce tore. Elle serait ainsi la première observation directe du tore de poussières postulé par le modèle unifié des noyaux actifs de galaxies.

Image du cœur de NGC 1068 obtenue à partir des observations polarimétriques (...)
Image du cœur de NGC 1068 obtenue à partir des observations polarimétriques faites avec SPHERE

L’image révéle, en noir, un bicône en forme de sablier, et en blanc une structure allongée perpendiculaire au bicône.
Crédit image : LESIA / SPHERE

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