Quasars & AGN

 

 

Quasars

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3C273 est un des quasars les plus connu. C'est l'étude de son spectre en 1963 (Marteen Schmidt) qui mit en évidence la nature extragalactique de ce nouveau type d'objet. L'étude des raies d'émission permet de déterminer un décalage vers le rouge (redshift) de 0.156, correspondant à une distance de 2 milliards d'années lumière. La luminosité apparente liée à cette très grande distance permet d'établir une luminosité absolue de -26.9, des centaines de fois plus plus brillante que celle d'une galaxie normale.
Pendant longtemps, 3C273 fut l'un des rares quasars observés par les amateurs, grâce à sa luminosité "élevée" (mv = 12.85).
L'avénement des nouvelles techniques, CCD, systémes de pointages automatiques, ... ouvrent un champ d'observation nouveau et très vaste aux amateurs : des centaines, voire des milliers d'objets, dépendemment du diamètre optique utilisé leur sont accessibles.

Depuis le plaisir de recueillir sur la CCD des photons qui ont voyagé plusieurs milliards d'années jusqu'à des études de photométrie passionantes, les quasars offrent désormais aux amateurs un domaine d'observation qui les plongera dans les profondeurs de l'espace et du temps.

3C273 3C273

ED 80
Starlight hxv-s9
Filtre Vert
16 poses 30" = 8 mn

ROUEN(76)
24 11 2007
05:00 TU

La Vierge
AD 12h29m6s
DEC 2°3'9"
m(R) = 12,86
z = 0,158
d = 2 milliards A.L.

SOURCES

La 12ème édition du catalogue Véron recence 85221 objets. On trouvera sous le lien suivant un tableau EXCEL d'une extraction de 5056 objets jusqu'à la magnitude 18 (exclue).

 

Répartition par magnitude de cette extraction :
NB QSO

Le tableau donne de type d'objet :

    Q2 : type-2 quasar
     S1 : Seyfert 1 spectrum
     S1h: broad polarized Balmer lines detected
     S1i: broad Paschen lines observed in the infrared
     S1n: narrow-line Seyfert 1
     S1.0, S1.2, S1.5, S1.8, S1.9: intermediate Seyfert galaxies
     S2 : Seyfert 2 spectrum
     S2?: probable Seyfert 2
     S3 : Seyfert 3 or liner
     S3b: Seyfert 3 or liner with broad Balmer lines

     S3h: Seyfert 3 or liner with broad polarized Balmer lines detected
     S  : unclassified Seyfert
     S? : possibly a Seyfert
     H2 : nuclear HII region

     HP : high optical polarization (>3%)
     BL : confirmed BL Lac object

     BL?: probable BL Lac object
     ? : questionable BL Lac object

Les magnitudes sont en V. Sauf indication contraire fournie par la colonne i (R : rouge - * : Photographique)

A ce catalogue, sont attachées deux autres tables : l'une répertoriant les objets de type BL lacertae et l'autre les galaxies à noyau actif.

Les dénominations adoptées pour les quasars sont parfois déroutantes et surtout extrémement variées. Elles correspondent aux programmes d'observation qui ont permis de mettre en évidence les objets, avant même que leur nature de quasars soit mise en évidence, notamment par l'étude spectrométrique.

Quelques catalogues répertoriant des quasars

WAS
Wasilewski Emission Line Galaxies
MRK
Markarian Objets (galaxies présentant un excés dans l'UV)
KUV
Kiso Ultra Violet Exces
Zw
Zwicky Catalog (galaxies compactes)
Ton
Catalogue Tonantzintla (objets divers présentant un fort excés de rayonnement bleu)
3C,3CR, 4C, 7C
Cambridge Radio Catalogues
OI
Ohio State University Radiosources Catalogue (1967-74)
PKS
Parks Radio Survey (1969-75)
B2
Second Bologna Catalog of Radio Sources
87GB
1987 Green Bank Radio Survey
FIRST
Faint Images of the Radio Sky at 20 cms
OP
Optical Polarization
1E
Einstein Satellite X-Ray Survey (1979-81)
RX
Rosat X Ray Sources

D'autres catalogues recensent exclusivement les quasars. Le Hewitt Burbidge a une valeur historique importante. Le catalogue Véron-Cétty Véron, régulièrement mis à jour (12ème édition) est le plus exhaustif

HE
Hambourg ESO QSO Survey
PG
Palomar Green List of Bright Quasar ApJ. 269, 352, 1983
HB89
Hewitt Burbidge QSO Compilation
VCV
Véron-Cetty Véron (12ème édition)

Un même quasar peut porter un nombre important de dénominations différentes. Un exemple : BW TAU.

4C 05.20 RC J0433+0520  Cul 0430+052  TXS 0430+052  GB6 B0430+0514  1RXS 043311.2+052112  IERS B0430+052 
IRAS 04305+0514  WB 0430+0514  1Jy 0430+05  [DGT2001] B0430+052  MRC 0430+052  1H 0426+051  PKS J0433+0521 
PMN J0433+0521  3C 120  RX J043311+05213  2E 0430.5+0515  SIM 0430+05.0  NVSS J043311+052115  87GB 43031.1+051451
V* BW Tau  JVAS J0433+0521  ZW II 14  MCG+01-12-009  [GR92] 0430+052  2U 0440+07  [WTW94] 0430+052 
3A 0430+048  RGB J0433.2+0521  DA 140  2S 0430+05  UGC 3087  H 0430+053  INTREF 193 
IRAS F04305+0514  XSS J04331+0520  LEDA 15504  [DML87] 132  Mrk 1506 OHIO F 052  PKS 0430+052 
QSO B0430+052  CGPG 0430.5+0515  RX J0433.1+0521  1ES 0430+05.2  SV* HV 10387  3U 0440+06  UT 0430+052 
VSOP J0433+0521  1Jy 0430+052  [BFE95] 4  MITG J043311+0521  [HB91] 0430+052  ICRF J043311.0+052115  AAVSO 0427+05 
BWE 0430+0514  RORF 0430+052  2E 1087  S3 0430+05  GRA B0430+05  PKS 0430+05  [VV2006c]J043311.1+052115 
JVAS B0430+052  Zel 0430+052  2MASX 04331106+0521151  [GGR94] 0430+052  NRAO 182  4U 0432+05 

 

DE PLUS EN PLUS LOIN DANS L'ESPACE ET DANS LE TEMPS

Dès les premières déterminations de redshift des quasars, il apparu clairement que ces objets étaient particulièrement éloignés, bien plus que ne l'étaient les galaxies connues à l'époque. Le décalage de 3C273 (z=0.158) le situe à environ 2 milliards d'années lumières. Au fur et à mesure des programmes d'observations des redshifts de plus en plus en plus élevés furent déterminés. Dans le catalogue VCV, le quasar le plus éloigné (SDSS J11482+5251) posséde un décalage de 6.37

Distance des quasars

Pour déterminer la distance des quasars, c'est la relation de Hubble qui est utilisée.
Le décalage vers le rouge ou "redshit" z= Dl/l est égal au rapport de la vitesse de fuite v à celle de la lumière (loi de Doppler Fizeau)


v/c = Dl/l
ou encore v = c * z

Hubble a mis en évidence que la vitesse de fuite était proportionnelle à la distance (r) :

v = H * r

H étant la constante de Hubble
souvent exprimée en km/s par mégaparsec.

Connaissant z, on a donc :

r = c * z / H

La valeur de H a tout d'abord été évaluée à partir des galaxies proches dont la distance est connue par ailleurs (par exemple à partir de la courbe de luminosité des étoiles variables de type céphéide. Les premières valeurs ont été largement surestimées ( 500 km/s par mégaparsec en 1928, 270 en 1952). Les estimations actuelles varient de 50 à 100. Une valeur de 70 km/s par mégaparsec est habituellement retenue.

Dans le cas des quasars la vitesse de fuite n'est pas négligeable par rapport à celle de la lumière, il est donc nécessaire d'utiliser l'expression relativiste déduite des formules de Lorentz :

LORENTZ

Ce qui permet d'exprimer v en fonction de z :

F1

On a alors facilement :

F2

(L'unité de r dépend de celle choisie pour H)


ZR

Distance en milliards d'années lumières en fonction du redshift z

(Constante de Hubble H = 70 km/s par mégaparsec)

 

 

 


VARIABILITE

De nombreux quasars présentent des variations de luminosité. Dans certains cas (blazars), ces variations peuvent être très rapides et trés importantes, jusqu'à 5 magnitudes (facteur 100) et trés rapides.

Les études des variations de luminosité apportent des aspects essentiels à la théorie des quasars par les contraintes qu'elles imposent aux modéles.

 

LENTILLES GRAVITATIONNELLES

Il s'agit d'un phénomème prédit par la relativité générale pour laquelle l'espace est déformé par les masses. Les photons sont déviés dans leur parcours s'ils viennent à passer à proximité d'une masse importante (galaxie, amas de galaxies) .

 

 

 

Le quasar Q 0957+561 A et B n'est pas un quasar double, mais l'image dédoublée d'un même objet par une lentille gravitationnelle située sur la trajectoire des rayons lumineux. Les deux images séparées de 6,1 arcsec ont une magnitude d'environ 17.

 

Prise de vue : LX200 10" F/D 6,3 - Starlight SXV-H9

LISTE DES LENTILLES GRAVITATIONNELLES (Véron Cétty- Véron, 12ème édition)

nom position
ad
dec
z
z lens
séparation["]
mag
   
 
UM 673 0142-10
01 45 16.6
- 9 45 15
2.719
2.2
16.98
CTQ 414 0156-43    
1.290
1.2
16.8
B2 0218+35 0218+35    
0.936
0.3
 
HE 0230-2130 0230-21    
2.162
2.0
 
Q J0240-343 0238-34    
1.406
6.1
 
PKS 0411+05 0411+05    
2.639
0.958
2.2
 
HE 0512-3329 0512-33    
1.565
0.931
0.6
 
B 0712+472 0712+47    
1.339
1.3
 
MG 0751+2716 0748+27    
3.200
0.350
 
HS 0818+1227 0818+12
08 21 07.6
31 07 51
3.115
2.1
17.31
CLASS B0827+525 0827+52    
2.064
2.8
 
APM 08279+5255 0827+52    
3.870
0.4
 
RX J0911.4+0551 0908+06    
2.800
0.8
 
SBS 0909+532 0909+53    
1.377
0.830
1.1
 
1WGA J09212+4528 0917+45    
1.660
0.310
6.9
18.21
FBQS J0951+2635 0948+26    
1.240
1.1
 
BRI 0952-01 0952-01    
4.430
1.0
 
Q 0957+561 0957+56
10 1 20.9
55 53 49
1.414
0.355
6.1
16.98
Q 1009-0252 1009-02    
2.740
1.6
 
J 13.03 1015-20    
2.550
0.8
 
IRAS F10214+4724 1021+47    
2.286
 
B 1030+074 1030+07    
1.535
1.6
 
HE 1104-1805 1104-18    
2.303
0.729
3.0
 
PG 1115+080 1115+08    
1.722
0.311
2.3
 
UM 425 1120+01
11 23 20.7
1 37 48
1.465
6.5
16.15
TEX 1152+199 1152+19    
1.019
0.439
1.6
 
Q 1208+1011 1208+10    
3.803
0.5
 
87GB 1359+1527 1359+15    
3.235
1.7
 
H 1413+117 1413+11    
2.546
1.4
 
HST J14176+5226 1415+52    
3.400
3.2
 
B 1422+231 1422+23    
3.620
0.339
1.3
 
Q 1429-008 1429-00    
2.076
5.1
 
SBS 1520+530 1520+53    
1.855
1.6
 
Q 1600+434 1600+43    
1.610
1.4
 
Q 1634.9+26.7 1634+26    
1.961
3.8
 
FIRST J1633+3134 1631+31    
1.516
0.7
 
MC 1830-211 1830-21    
2.507
0.885
0.6
 
TEX 1835-345 1835-34    
2.780
1.0
 
MG 2019+1127 2016+11    
3.273
3.4
 
87GB 20451+2632 2045+26    
1.280
0.867
1.9
 
Q 2138-431 2138-43    
1.641
4.5
 
H 2149-2745 2149-27    
2.033
1.7
 
Q 2237+0305 2237+03    
1.695
0.039
1.8
 
Q 2345+007
2345+00    
2.150
7.1
19.45 20.1

QUASARS DOUBLES

 

nom
position
z
séparation ["]
RRS IV 26,27
1343+26
2.030
9.5
20.0 - 20.4
HS 1216+5032
1216+50
1.450
8.9
17.12 - 18.8
Q 2153-2056
2153-20
1.845
7.8
17.6
Q 0023+171
0023+17
0.945
4.8
RX J16290+3724
1627+37
0.923
4.3
Q 1145-071
1145-07
1.340
4.2
PHL 1222
0151+04
1.910
3.3
17.63
MGC 2214+3550
2212+35
0.877
3.0
Q J1643+31
1641+32
0.586
2.3
19.2
CTQ 839
0250-33
2.240
2.1

 

Récemment des lentilles gravitationnelles possédant de larges séparations ont été mis en évidence

SDSS J1004+4112 (14,6") [1]

SDSS J1029=2623 (22,5") [2]

 

 

[1] Inada & a l. (2003), Oguri & al. (2004), Sharon & al. (2005)
[2] Inada & al. (2007)

 

 

 

d