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Plusieurs questions sur les Quasars



  1. #1
    Penangol

    Plusieurs questions sur les Quasars


    ------

    Bonjour à tous !
    Je viens de parcourir plusieurs topic concernant les quasars, mais je n'en ai pas trouvé qui répondent exactement à mes questions... D'où l'ouverture de celui ci !
    => Toute première question : qu'est ce qu'un quasar "précisément" ? De ce que j'en ai compris, c'est une galaxie active, un disque d'accrétion en rotation rapide autour d'un trou noir supermassif, soumis à des forces telles qu'un jet de matière est expulsé de part et d'autre du plan du disque, en suivant le champ magnétique engendré par la rotation. Si c'est à peu près ça, qu'est ce qui différencie un quasar d'un trou noir avec un dique d'accrétion ? La nature du disque ? Le jet ?

    => Au niveau du red shift. Peut on utiliser la formule classique de l'effet Doppler ? Au quel cas, on trouve

    avec f=fréquence propre
    f'=fréquence perçue
    v=vitesse d'éloignement
    c=vitesse de la lumière

    f'=f(1-v/c)
    => lambda'=lambda/(1-v/c)
    => lambda'=lambda*(1+v/(c-v))

    on aurait donc z=v/(c-v) ?
    (au passage, on retrouve z=>+oo quand v=>c ...

    =>Dernière question (pour l'instant ) concernant la spectroscopie appliquée à l'étude des quasars.
    Lorsqu'on étudie le spectre d'un quasar, et plus particulièrement une raie de ce spectre, d'où vient cette raie ? J'ai trouvé deux possibilités :

    1°) Sous l'effet de la chaleur, la matière emet un rayonnement electromagnétique. Si l'energie thermique est suffisament grande, ce rayonnement a lieu dans le domaine du visible. Cette lumière (blanche vu la température) est émise par l'intégralité du quasar. Elle le traverse donc en partie avant de parvenir jusqu'à nous. En le traversant, certaines radiations sont susceptibles d'être absorbées par les atomes et molécules constituant le quasar. Dans le spectre observé sur Terre, il manque donc des bandes au spectre continu, correspondant aux radiations absorbées.

    2°) Sous l'effet des énergies mises en jeu, les atomes et molécules constituants le quasar voient leurs electrons changer d'état d'énergie. Lors de la desexcitation, ils émettent donc un rayonnement suivant les lois qu'on connait. Le spectre observé sur Terre correspond aux radiations émises par le passage des electrons d'un état plus excité à un état moins excité.

    L'une des deux est elle correcte ? Et sinon, où est ce que ça coince ?

    Question subsidiraire :
    Entre nous et le quasar se trouvent un grand nombre de corps interposés (nuage de gaz etc...). On part du principe que ces corps sont constitués des meme éléments que ceux qu'on étudie dans le spectre du quasar (principalement l'hydrogène). Est ce que cela change la valeur de z du redshift ? Si oui, comment évaluer cette modification ?

    Si besoin d'indication sur le niveau des réponses, je suis en sup.

    Merci d'avance !
    Penangol, tout plein de questions au reveil !

    -----
    Surveille tes arrières.Economise tes munitions. Et, surtout, ne traite jamais avec un dragon

  2. Publicité
  3. #2
    Penangol

    Re : Plusieurs questions sur les Quasars

    Je me permet un petit up, car j'aurai vraiment besoin de réponses à ces questions ...
    Personne ne peut me donner un coup de main ?
    Surveille tes arrières.Economise tes munitions. Et, surtout, ne traite jamais avec un dragon

  4. #3
    ced_the_jedi

    Re : Plusieurs questions sur les Quasars

    alors rapide hein...
    Je suis loin d'avoir réponse à tout ce que tu demande, mais le (peu) que je sais t'éclairera peut être (les autres : dites moi quand je me plante svp...)

    Un quasar, il me semble, est une galaxie (d'ailleur le HST avait pris des photos assez sympa ou l'on voyé des structures typique de galaxies entourant des quasars), qui possède en son centre un trou noir massif (des millions à des milliards de masses solaires) qui est en pleine activité. Donc la différence c'est je pense la masse (et le fait qu'il y a beaucoup de matière quand on est au coeur d'une galaxie... un réservoir trés important d'étoiles)

    et pour les deux explications je ne sais pas. J'aurais tendance à dire qu'on voit directement les transitions électroniques (du à un milieu "chaud").

    Par contre, attention : le spectre que tu observes est décalé dans le rouge par l'expansion de l'univers.
    Deplus comme tes quasars a des redshift élevés, tu verras ce qu'on apelle la foret Lyman alpha dans ces spectres. C'est la signature de surdensités d'hydrogènes présent sur la ligne de visée qui absorbent la lumiére du quasar.
    Mais bon, je suis pas du tout spécialiste. Vaut mieux que quelqu'un du domaine complète...*
    cordialement

  5. #4
    Penangol

    Re : Plusieurs questions sur les Quasars

    Merci de ces premières explications !
    Deux choses encore :
    J'ai déjà entendu parler des forets de Lyman, mais sans comprendre ce que c'est. Tu peux développer un peu plus, s'il te plait ?
    Deuxieme question : si on utilise les forumes de l'effet doppler pour déterminer la vitesse, peut on obtenir une approximation de la vitesse d'expansion de l'univers ?
    Merci !
    Surveille tes arrières.Economise tes munitions. Et, surtout, ne traite jamais avec un dragon

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    ced_the_jedi

    Re : Plusieurs questions sur les Quasars

    pour la foret lyman :

    entre le quasar qui émet sa lumière et notre oeuil se trouve en fait des surdensités (ce que l'on apelle le milieu intergalactique). Il sagit essentiellement d'hydrogène. Mais parfois il peut sagir d' "objet" plus évolués, qui comportent des signatures autres que celle des éléments léger (comme le Mg,...). On parle, si je me souvien bien (mais je veux pas dire de bétise, à vérifier donc) de Damped Lyman alpha (DLA). Il peut aussi sagir de galaxies en formation (je connais pas trop en fait).

    Il existerait une phase modérément chaude du milieu intergalactique, mise en évidence par des transitions électroniques du style CIV, NV, OVI (et même en X : OVII, OVIII, NeVIII?). L'abréviation, c'est le "WHIM" (warm-hot intergalactic medium)

    Disons que l'on mesure la longueur d'onde de raies que l'on a identifié, et elles nous donne directement le redshift par comparaison aux longueurs d'ondes mesurées en laboratoire. On a que le z. Les cosmologistes, dites moi si je me trompe, mais on ne peut pas avoir la vitesse d'expansion sans passer par un modèle ? Je suis un peu confus la (mes souvenirs commencent à dater)

    bonne soirée

  8. #6
    ced_the_jedi

    Re : Plusieurs questions sur les Quasars


  9. Publicité
  10. #7
    Penangol

    Re : Plusieurs questions sur les Quasars

    Merci encore !
    Je dois avoir une incompatibilité avec la fonction recherche ...
    Je vais regarder !
    Pen
    Surveille tes arrières.Economise tes munitions. Et, surtout, ne traite jamais avec un dragon

  11. #8
    GillesH38a

    Re : Plusieurs questions sur les Quasars

    Citation Envoyé par Penangol Voir le message
    Bonjour à tous !
    Je viens de parcourir plusieurs topic concernant les quasars, mais je n'en ai pas trouvé qui répondent exactement à mes questions... D'où l'ouverture de celui ci !
    => Toute première question : qu'est ce qu'un quasar "précisément" ? De ce que j'en ai compris, c'est une galaxie active, un disque d'accrétion en rotation rapide autour d'un trou noir supermassif, soumis à des forces telles qu'un jet de matière est expulsé de part et d'autre du plan du disque, en suivant le champ magnétique engendré par la rotation. Si c'est à peu près ça, qu'est ce qui différencie un quasar d'un trou noir avec un dique d'accrétion ? La nature du disque ? Le jet ?
    en fait le mot quasar vient historiquement de la contraction de "quasi-stellar radio source" : c'etait des sources radio intenses, apparemment associées à des objets ressemblant à des étoiles en lumière optique, mais de spectre différent de toutes les étoiles.

    On les a ensuite identifié effectivement comme le coeur de galaxies lointaines, emettant une énorme quantité d'énergie, l'émission radio provenant d'un jet de particules ultrarelativistes émis par ce coeur (c'est de l'émisison synchrotron dans le champ magnétique entourant l'objet).

    La situation s'est compliquée par la découverte d'objets quasi-stellaires analogues, mais avec une émission radio plus faible, et sans jet apparent. Ces objets sont appelés parfois "quasi-stellar objects" ou QSO pour les distinguer des quasars : a proprement parler, les quasars ne sont que les objets les plus brillants en radio.

    L'origine de l'activité des objets quasi stellaires (regroupés sous le nom de "Noyaux Actifs de Galaxies" en y incluant aussi des galaxies plus proches ayant ce genre d'activité, radio-galaxies et galaxies de Seyfert), est effectivement l'accrétion sur un trou noir supermassif. La raison pour laquelle il y a ou non un jet n'est pas bien comprise.



    => Au niveau du red shift. Peut on utiliser la formule classique de l'effet Doppler ? Au quel cas, on trouve

    avec f=fréquence propre
    f'=fréquence perçue
    v=vitesse d'éloignement
    c=vitesse de la lumière

    f'=f(1-v/c)
    => lambda'=lambda/(1-v/c)
    => lambda'=lambda*(1+v/(c-v))

    on aurait donc z=v/(c-v) ?
    (au passage, on retrouve z=>+oo quand v=>c ...
    la formule n'est valable que pour les faibles vitesses dans un espace euclidien. En fait, pour les objets a distance cosmologiques, il est plus exact de prendre z=Robs/R quasar-1 ou R est le rayon de courbure de l'Univers pris soit pour l'observateur, soit pour le quasar.


    =>Dernière question (pour l'instant ) concernant la spectroscopie appliquée à l'étude des quasars.
    Lorsqu'on étudie le spectre d'un quasar, et plus particulièrement une raie de ce spectre, d'où vient cette raie ? J'ai trouvé deux possibilités :...
    L'une des deux est elle correcte ? Et sinon, où est ce que ça coince ?
    le premier phénomène décrit la formation de raies d'absorption, le deuxième les raies d'émission. Les deux peuvent se former suivant les conditions physiques, mais dans les quasars on a surtour des raies d'émission : la matière est excitée et ionisée par du rayonnement UV et X intense provenant du disque d'accrétion et "fluoresce" un peu comme un néon.


    Question subsidiraire :
    Entre nous et le quasar se trouvent un grand nombre de corps interposés (nuage de gaz etc...). On part du principe que ces corps sont constitués des meme éléments que ceux qu'on étudie dans le spectre du quasar (principalement l'hydrogène). Est ce que cela change la valeur de z du redshift ? Si oui, comment évaluer cette modification ?
    non, mais ça provoque la formation de raies d'absorption a des redshift intermédiaires, justement la foret Lyman alpha...

    Cordialement

    Gilles

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