Le Quintette de Stephan, un regroupement visuel de cinq galaxies situées dans la constellation de Pégase, a été l’une des premières images choisies pour illustrer la puissance du télescope spatial James-Webb par rapport à son prédécesseur, le Hubble. Mais JWST ne se contente pas de prendre de somptueuses images, il effectue également des analyses spectroscopiques qui révèlent la composition chimique des étoiles et des environnements astrophysiques. Nous en voyons un exemple avec l’un des trous noirs supermassifs associés aux galaxies de Stephan Quintet.
Le James-Webb en est encore au début de ses observations et produit déjà des résultats spectaculaires. On se demande même s’il ne fournit pas des éléments pour trancher entre la théorie de la matière noire et la théorie de Mond en cosmologie.
En attendant de le savoir, soyons patients en prenant note de certains résultats déjà obtenus comme ceux liés au célèbre Quintette de Stephan, un regroupement visuel de cinq galaxies situées dans la constellation de Pégase mais dont seulement quatre sont véritablement associées gravitationnellement, la cinquième galaxie est simplement au premier plan des quatre autres. Ce dernier porte le numéro NGC 7320 parmi le Nouveau catalogue général des nébuleuses et amas d’étoiles ou NGC – en français « Nouveau catalogue général des nébuleuses et amas d’étoiles », que l’on doit initialement à John Louis Emil Dreyer (1852 – 1926), un Irlandais – Astronome danois.
Les spectres parlent de l’environnement du trou noir de NGC 7319
Avec JWST, les astrophysiciens se sont penchés sur le cas de NGC 7319, qui héberge un noyau galactique actif dont l’énergie lumineuse équivalente à 40 milliards de soleils provient d’un trou noir supermassif de 24 millions de masses solaires : notre Via Lactia en contient un, Srg A*, d’à peine plus de 4 millions de masses solaires.
Pour leur programme d’études, ils se sont appuyés sur le spectromètre à moyenne résolution (MRS) qui fait partie de l’instrument James-Webb Mid-Infrared (Miri). MRS contient un imageur et un spectrographe, qui ont permis d’observer et de faire des mesures du gaz près du trou noir central de NGC 7319 comme jamais auparavant. L’instrument a révélé que le trou noir était entouré de poussière de silicate dont la composition est similaire à celle du sable de plage, mais de taille beaucoup plus petite que les grains de sable.
Deux spectres ont été montrés dans l’image ci-dessus.
Le spectre supérieur montre une région pleine de gaz chauds et ionisés, y compris le fer, l’argon, le néon, le soufre et l’oxygène, comme indiqué par des pics à certaines longueurs d’onde. La présence de plusieurs raies d’émission d’un même élément, avec des degrés d’ionisation différents, est précieuse pour comprendre les propriétés et l’origine des flux de plasma autour du trou noir.
Le spectre en bas, quant à lui, révèle que le trou noir supermassif est associé à un réservoir de gaz plus frais et plus dense avec de grandes quantités d’hydrogène moléculaire et de poussière de silicate qui absorbent la lumière des régions centrales de la planète.
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