Jet relativiste
Un jet relativiste est un flux étroit et collimaté de plasma — électrons, protons et positrons — éjecté perpendiculairement au disque d’accrétion d’un objet compact (trou noir ou étoile à neutrons) à des vitesses approchant celle de la lumière. Ce sont parmi les phénomènes les plus énergétiques de l’univers, visibles à des milliards d’années-lumière et s’étendant parfois sur des millions d’années-lumière.
Formation des jets
Le mécanisme exact de formation des jets relativistes est encore débattu, mais implique l’interaction entre le champ magnétique intense du disque d’accrétion et le plasma en rotation. Les modèles les plus acceptés suggèrent que les champs magnétiques tordus par la rotation du trou noir ou du disque extraient de l’énergie et colliment le plasma en jets bipolaires (dans les deux directions perpendiculaires au disque). Le processus de Blandford-Znajek, qui extrait l’énergie de rotation d’un trou noir en rotation (de Kerr), est l’un des mécanismes favoris.
Jets et blazars
Quand un jet relativiste pointe directement vers la Terre, l’objet est observé comme un blazar — l’une des sources les plus lumineuses et les plus variables du ciel. Le rayonnement du jet, boosté par l’effet Doppler relativiste, peut dominer entièrement la lumière de la galaxie hôte. Les blazars sont des sources importantes de rayons gamma de haute énergie, de rayons cosmiques et potentiellement de neutrinos de haute énergie.
Importance en astronomie
Les jets relativistes sont des accélérateurs de particules naturels de dimension cosmique. Ils contribuent au rayonnement cosmique de haute énergie et jouent un rôle dans le chauffage du milieu intergalactique. Dans les radiogalaxies, les jets peuvent s’étendre sur plusieurs millions d’années-lumière, sculptant le milieu intergalactique environnant et influençant la formation des galaxies dans les amas.
Exemple concret
Le jet de la galaxie M87, partant de son trou noir supermassif (M87*), s’étend sur environ 5 000 années-lumière et a été observé en détail par le télescope Hubble. Sa partie interne, très près du trou noir, a été imagée par l’Event Horizon Telescope en même temps que la première photo du trou noir en 2019, montrant le lien direct entre le disque d’accrétion et l’éjection du jet.
Questions fréquentes
Les jets relativistes sont-ils dangereux pour les systèmes stellaires proches ?
Un jet relativiste pointé vers la Terre serait catastrophique, mais les probabilités sont infimes. Les jets des trous noirs galactiques connus ne sont pas dirigés vers nous. Les sursauts gamma (GRB), qui seraient la manifestation d’un jet pointé vers nous lors d’une hypernova, pourraient théoriquement affecter les systèmes stellaires proches, mais les événements à distance dangereuse sont extrêmement rares.
Quelle est la différence entre un jet et un vent stellaire ?
Un vent stellaire est un flux de particules émis dans toutes les directions par une étoile. Un jet relativiste est un flux étroit et hautement collimaté, émis dans une direction privilégiée perpendiculaire au disque d’accrétion. Les jets ont des vitesses et des énergies bien supérieures aux vents stellaires ordinaires.
Peut-on observer un jet en temps réel ?
Sur des échelles de temps humaines, les jets semblent statiques. Mais des observations à intervalles de quelques années révèlent des mouvements apparents superluminiques dans certains jets — une illusion géométrique due à la vitesse quasi-lumineuse des plasmas combinée à un angle de visée favorable, pas une violation de la relativité.