composition d'un quasar

[invite9d194243]

bonjour à tous, je me suis renseigné sur les quasars ou QSO (quasi stellar object) et je sais qu'ils sont constitués d'un trou noir supermassif au centre d'une galaxie, que leurs énergie est de l'ordre de plusieurs millions ou milliards de masse solaires, qu'ils se trouvent entre 2 et 13 milliards d'années lumières (à peu près) et qu'ils sont entourés de gaz et de poussière.
Avec tout cela, certains (10 pour cent), emettent des ondes radio, d'ailleurs, les quasars émettent toutes sortes d'ondes (ou presque).
Enfin, on peut trouver la composition de ceux-ci d'après leurs raies d'emission ou d'absorption.

Quels sont les éléments chimiques présents dans le quasar?
Et est-ce bien avec un spectroscope que l'on arrive à determiner cela?
-----

[Gilgamesh]

bonjour à tous, je me suis renseigné sur les quasars ou QSO (quasi stellar object) et je sais qu'ils sont constitués d'un trou noir supermassif au centre d'une galaxie, que leurs énergie est de l'ordre de plusieurs millions ou milliards de masse solaires

masse

, qu'ils se trouvent entre 2 et 13 milliards d'années lumières (à peu près) et qu'ils sont entourés de gaz et de poussière.
Avec tout cela, certains (10 pour cent), emettent des ondes radio, d'ailleurs, les quasars émettent toutes sortes d'ondes (ou presque).
Enfin, on peut trouver la composition de ceux-ci d'après leurs raies d'emission ou d'absorption.

Quels sont les éléments chimiques présents dans le quasar?
Et est-ce bien avec un spectroscope que l'on arrive à determiner cela?

Ce sont les même éléments que partout : hydrogène, hélium + qq éléments lourds ("métallicité") en fonction de l'évolution chimique de la galaxie hôte. Comme les quasar sont des objets précoces, la metallicité doit être assez faible. Et c'est bien par spectrographie qu'on mesure tout ça.

a+

[invite9d194243]

ok, merci pour tout!
Une derniere question, les quasars envoient bien des jets?
De quelle nature sont ces jets? des ondes?de quel type?

[invite787dfb08]

ok, merci pour tout!
Une derniere question, les quasars envoient bien des jets?
De quelle nature sont ces jets? des ondes?de quel type?

Ce sont des rayons X

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gilgamesh]

ok, merci pour tout!
Une derniere question, les quasars envoient bien des jets?
De quelle nature sont ces jets? des ondes?de quel type?

Ce sont des jets de plasma. Le disque d'accrétion est très chaud. Au delà de 10⁴K, l'hydrogène est ionisé, au delà de 10⁵K tout est ionisé (hélium compris). Or les disque atteigne pls millions de K. Tu as donc un disque conducteur en rotation très rapide, turbulent et parcouru de courant électrique => magnétisé. Les ligne de champs magnétique au sein d'un milieu conducteur sont "gelée" dedans c'est à dire qu'elles tournent avec. Comme la rotation est képlerienne (le centre tourne plus vite que la périphérie) ça s'entortille, comme dans l'enveloppe convective du Soleil. Une partie de l'énergie passe donc sous forme d'énergie magnétique et c'est l'origine des jets polaires. Le champs magnétique sert de levier pour extraire de l'énergie de rotation en éjection polaire tout en assurant la colimatation des jets.

a+

[Gilgamesh]

Ce sont des rayons X

Non, tu confonds. Les disques sont très chaud donc émettent dans le domaine X.

Mais les jets c'est de la matière ionisée (si c'était du rayonnement, on ne les verrait pas).


a+

[invite9d194243]

Le disque n'émet que des rayons X???
je croyais que le quasar émettait aussi des fois dans le domaine radio, mais aussi de la lumiere blanche, de l'ultraviolet, des rayons gamma en passant par l'infrarouge!???

[invite0753a43a]

Il y a quelque chose que j'ai jamais compris, pourquoi les quasars sont si loin de nous, pourquoi il y en aurais pas plus pres?

[invite787dfb08]

Et comment ce fait il que les quasars ne se trouvent qu'à une certaine distance (très éloignée) de nous, autrement dit pourquoi n'éxiste pas de quasars "modernes"

[invite8915d466]

Le disque n'émet que des rayons X???
je croyais que le quasar émettait aussi des fois dans le domaine radio, mais aussi de la lumiere blanche, de l'ultraviolet, des rayons gamma en passant par l'infrarouge!???

effectivement, les 10 % qui emettent fortement en radio emettent aussi jusqu'aux gammas. Il y a plusieurs composantes qui se superposent :
le disque de matière ionisée qui entoure le trou noir ("disque d'accrétion") emet surtout en IR, visible, UV lointain et X.

Les jets emettent en radio , parfois jusqu'au visible et rayons X, par rayonnement synchrotron. Ils émettent aussi une composante de très haute énergie allant des X jusqu'aux gammas, parfois jusqu'au TeV (tera electronvolts, mille milliards d'eV), sans doute par le processus dit "Compton Inverse" (collision de particules ultraénergétiques avec des photons)

Cdt

Gilles

PS la raison pour laquelle on ne voit pas de quasars très proches est que le phénomène "quasar" ne se manifeste que quand le jet est pratiquement dirigé en direction de l'observateur, et "éblouit" le reste de la galaxie : il apparait alors comme une source presque ponctuelle. Le phénomène etant statistiquement peu probable, il y en a assez peu et le plus proche (3C273) est donc assez loin (2 milliards d'années lumière).

Il existe cependant des "radio galaxies" dont le jet a plus grand angle et qui sont relativement proches: la plus proche est celle du centaure , Centaurus A (aussi cataloguée comme NGC 5128), ou la radio galaxie géante de la Vierge, M 87

[Gilgamesh]

Le disque n'émet que des rayons X???
je croyais que le quasar émettait aussi des fois dans le domaine radio, mais aussi de la lumiere blanche, de l'ultraviolet, des rayons gamma en passant par l'infrarouge!???

Un corps noir qui émet majoritairement en X est extrement lumineux également dans tous les domaines inférieurs du spectre. Beaucoup plus lumineux que des corps moins chaud émettant majoritairement à des longueur d'onde inférieures

Exemple :


a+

[Gilgamesh]

PS la raison pour laquelle on ne voit pas de quasars très proches est que le phénomène "quasar" ne se manifeste que quand le jet est pratiquement dirigé en direction de l'observateur, et "éblouit" le reste de la galaxie : il apparait alors comme une source presque ponctuelle. Le phénomène etant statistiquement peu probable, il y en a assez peu et le plus proche (3C273) est donc assez loin (2 milliards d'années lumière).

Il existe cependant des "radio galaxies" dont le jet a plus grand angle et qui sont relativement proches: la plus proche est celle du centaure , Centaurus A (aussi cataloguée comme NGC 5128), ou la radio galaxie géante de la Vierge, M 87

C'est vrai, mais il y a bien une "ère des quasar" qui correspond selon la théorie mainstream (modèle hiérarchique) si je l'ai bien comprise au fait que les galaxies étaient plus souvent en interaction (plus de galaxies, dans moins d'espace), avec des flambées stellaires plus intenses (galaxies peu évoluées donc plus riches en gaz), donc plus d'étoiles massive et de trou noirs et une meilleure alimentation des noyaux actifs. Une des preuves citées comme la plus flagrante ce sont les série d'image de Hubble montrant des galaxies hotes de quasar de forme irrégulières et en train de fusionner.

a+

[invite9d194243]

Pourquoi et comment un quasar peut-il varier d'intensité en une journée?

[invite9d194243]

Un corps noir qui émet majoritairement en X est extrement lumineux également dans tous les domaines inférieurs du spectre. Beaucoup plus lumineux que des corps moins chaud émettant majoritairement à des longueur d'onde inférieures

Exemple :


a+

a quoi correspond chaque tracé?
j supose que se sont différents types de rayons mais lequel correspond a quoi?

merci

[invite787dfb08]

Pourquoi et comment un quasar peut-il varier d'intensité en une journée?

Si tu parles de l'intensité lumineuse je pense que c'est lorsque le trou noir central arrache de la matière à son entourage et l'engloutit très rapidement. En tombant sur l'horizon, alors la matière est accéléré est donc "chaufée", ce qui explique la brillance.
C'est pour moi l'explication la plus logique, mais je n'en suis pas sur

[invite9d194243]

Si tu parles de l'intensité lumineuse je pense que c'est lorsque le trou noir central arrache de la matière à son entourage et l'engloutit très rapidement. En tombant sur l'horizon, alors la matière est accéléré est donc "chaufée", ce qui explique la brillance.
C'est pour moi l'explication la plus logique, mais je n'en suis pas sur

je pensais bien à l'intensité lumineuse mais je pensais au cas contraire
c.a.d lorsque le quasar, en une journée n'émet presque plus de lumière, comment est-ce possible dans un délai aussi rapide??

[Gilgamesh]

a quoi correspond chaque tracé?
j supose que se sont différents types de rayons mais lequel correspond a quoi?

merci

Ces courbes représentent l'intensité lumineuse émise par la surface d'un corps parfaitement émissif, dit "corps noir" (en ordonné : intensity, en W/m² du corps émissif) pour une longueur d'onde donnée (en abscisse : wavelenght, en nm) en fonction de la température (les différentes courbes 3000, 4000, 5000 K).

La puissance totale émise est donnée par l'aire totale située sous la courbe et elle est en T⁴ (un corps 2 fois plus chaud en surface émet 2⁴ = 16 fois plus d'énergie).

Le maximum des courbes se décale vers les courtes longueur d'onde proportionnellement à la température (lambda_max = 3000/T, en micron). Mais tu vois que toutes les courbes sont emboitées, ce qui signifie qu'un corps chaud émet plus qu'un corps plus froid quelle que soit la longueur d'onde.


a+

[invite9d194243]

sur la courbe, que represente la theorie classique?
"classical theory"?

[invite9d194243]

http://fr.wikipedia.org/wiki/Longueur_d%27onde


d'apres la courbe, cela veut donc dire que le quasar emet plus dans les ondes radio, micro ondes, infrarouge et lumiere visible que dans l'ultraviolet, les rayons X et Y, ainsi que dans les ondes radars?

[invite88ef51f0]

sur la courbe, que represente la theorie classique?

C'était les prédictions de la physique classique, avant la théorie de Planck de 1905.

[Gilgamesh]

http://fr.wikipedia.org/wiki/Longueur_d%27onde


d'apres la courbe, cela veut donc dire que le quasar emet plus dans les ondes radio, micro ondes, infrarouge et lumiere visible que dans l'ultraviolet, les rayons X et Y, ainsi que dans les ondes radars?

De quelle courbe parles tu ? Pour connaitre la répartition spectrale, il faut connaitre le température d'émission, et ce n'est ni dans ce que je t'ai filé ni dans le lien ci dessus.

La puissance spécifique émise sera de P = sigma.T⁴ et la longueur d'onde maxi de 3000/T en micron.

Par exemple, si la température de surface est 10⁶K, la longueur d'onde autour de laquelle le corps émettra son maximum d'énergie sera centré autour de de 0,003 micron soit 3 nm, ce qui se situe bien dans les rayon X


a+

[invite8915d466]

C'est vrai, mais il y a bien une "ère des quasar" qui correspond selon la théorie mainstream (modèle hiérarchique) si je l'ai bien comprise au fait que les galaxies étaient plus souvent en interaction (plus de galaxies, dans moins d'espace), avec des flambées stellaires plus intenses (galaxies peu évoluées donc plus riches en gaz), donc plus d'étoiles massive et de trou noirs et une meilleure alimentation des noyaux actifs. Une des preuves citées comme la plus flagrante ce sont les série d'image de Hubble montrant des galaxies hotes de quasar de forme irrégulières et en train de fusionner.

a+

tout à fait, mais il y avait aussi plus de galaxies actives au total, et juste une fraction d'entre elles ont statistiquement un jet orienté à petit angle. Il y a quand même beaucoup moins de quasars que de galaxies (100 milliards dont 10 % actives).

[invite8915d466]

http://fr.wikipedia.org/wiki/Longueur_d%27onde


d'apres la courbe, cela veut donc dire que le quasar emet plus dans les ondes radio, micro ondes, infrarouge et lumiere visible que dans l'ultraviolet, les rayons X et Y, ainsi que dans les ondes radars?

si tu veux voir a quoi ressemble l'émission d'un quasar, tu peux regarder par exemple la page sur 3C273 de l'Observatoire de Geneve

http://isdc.unige.ch/3c273/

en particulier la figure

http://isdc.unige.ch/3c273/avspect_col.gif

(les deux courbes a) et b) sont l'une le flux d'énergie par unité de fréquence, l'autre la même chose multiplié par la fréquence, en fonction de la fréquence portée sur une échelle logarithmique (si tu sais ce que c'est ). Pour des raisons mathématiques subtiles, c'est la deuxième courbe qui permet de voir "à l'oeil" dans quel domaine le quasar émet le plus.)

Par comparaison l'émission de la galaxie autour, faite d'étoiles "normales" est représentée en bleu : ça représente en gros la lumière visible avec un peu d'IR et d'UV, comme le Soleil.

Sur le spectre du quasar, beaucoup plus étendu, on voit
a) une grosse bosse a gauche qui représente l'émission du jet en radio -> optique.
b) une petite bosse au milieu plutot dans l'UV-X qui est interprétée par l'émission du disque autour du quasar.
il y a un trou dans le spectre du au fait que les UV de haute énergie -X mous sont tres fortement absorbés par l'hydrogène de notre galaxie, donc on ne peut pas observer cette région.
c) a droite une grosse bosse très large en rayons X et gammas la encore due au jet et peut etre en partie à une couronne chaude (comme la couronne solaire) entourant le disque.

Mais bien sur c'est un sujet de recherche et on n'a pas tout compris sur quelles étaient exactement les processus émettant ce rayonnement. La variabilité est sans doute du au fait que la matière ne tombe pas sur le trou noir régulièrement mais par bouffées, et le jet emet aussi des bouffées (d'ailleurs à des vitesses relativistes).

Cordialement

Gilles

[Gilgamesh]

Une mine ce truc !

a+

[invite9d194243]

merci pour tout ces renseignements fort utiles!

"une échelle logarithmique (si tu sais ce que c'est)"
oui, apres avoir un peu cherché!