vendredi 19 novembre 2021

Cosmologie - Une radiogalaxie

 


Une radiogalaxie est une galaxie dont la plus grande partie de l'énergie émise ne provient pas des composantes d'une galaxie « normale » (étoiles, poussières, gaz interstellaire, etc.). Elle est l'une des six principales catégories de galaxies actives.


L'énergie des radiogalaxies est principalement émise dans les ondes radio par rayonnement synchrotron, mais, selon le type de radiogalaxie, elle peut également être diffusée à travers un large spectre électromagnétique. Le modèle standard théorique affirme que l'énergie est générée par un trou noir supermassif de 106 à 1010 masses solaires.


Les radiogalaxies ont été ou sont utilisées pour détecter des galaxies lointaines ou comme règle standard.


Les ondes radio émises par les galaxies actives sont dues au rayonnement synchrotron, qui produit des raies d'émission très prononcées, large et intense3 ainsi qu'une forte polarisation. Cela implique que du plasma est la source d'émission de ces ondes radio et qu'il doit contenir des électrons possédant une vitesse relativistenote 1 qui proviendraient du disque d'accrétion et du champ magnétique intense semblable à celui produit par un trou noir supermassif.




En supposant la neutralité du plasma, celui-ci doit aussi contenir soit des protons ou des positrons. Il n'y a aucun moyen de déterminer le contenu d'une particule directement en se basant sur des observations du rayonnement synchrotron. De plus, il n'y a aucune manière de déterminer la densité d'énergie des particules ainsi que le champ magnétique depuis ces mêmes observations. Ainsi, par exemple, la même émission synchrotron peut être le résultat d'une petite quantité d'électrons et d'un champ puissant, d'un champ faible avec une grande quantité d'électrons ou bien quelque chose entre les deux.




Bien qu'il soit possible de déterminer la densité d'énergie minimale que peut avoir une région avec une émissivité donnée, il n'y a pas de raison particulière de croire que les vraies valeurs d'énergie peuvent se situer près des valeurs d'énergie minimales4.




Le rayonnement synchrotron n'est pas confiné aux longueurs d'onde des ondes radio. En effet, l'émission de lumière fait perdre de l'énergie aux électrons en plein processus de rayonnement synchrotron, ceux-ci ralentissent, ce qui a pour effet de diminuer la fréquence de la lumière émise. Comme les électrons émettent dans toutes les fréquences (l'infrarouge, l'ultraviolet ou même dans les rayons X), en raison de leur ralentissement, leur rayonnement ne possède alors pas de pic d'émissivité. Un jour ou l'autre, ces électrons se retrouvent tous à de basses fréquences, mais l'opacité d'électrons[Quoi ?] se charge de redistribuer l'énergie, ce qui finalement donne de l'énergie aux électrons avoisinants. Ces électrons dits énergétiques émettent de la lumière a haute fréquence (radio). Cela a pour conséquence de « recharger » la partie centrale du spectre au désavantage des basses fréquences5.




Les jets ainsi que les points chauds sont les sources habituelles d'émissions synchrotron de haute fréquence.

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