Jet relativiste

Un jet relativiste est un flux étroit de plasma éjecté depuis l’environnement d’un objet compact à une vitesse proche de celle de la lumière. Sa composition n’est pas universellement établie : la part des protons et des paires électron-positron dépend des modèles et des sources étudiées. Dans les noyaux de galaxies, certains jets s’étendent très loin au-delà de la région d’accrétion.

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

Dans une galaxie active, un jet orienté près de notre ligne de visée peut faire apparaître le noyau comme un blazar. L’amplification relativiste de son rayonnement explique une partie de son éclat et de sa variabilité. Le terme ne s’applique pas à tout jet pointé vers nous : il désigne cette classe de noyaux galactiques actifs.

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 M87 est observé depuis longtemps, notamment avec Hubble. En avril 2023, une équipe a publié une image réunissant l’ombre du trou noir et la base du jet, à partir d’observations de 2018 par GMVA, ALMA et le Greenland Telescope. Ce résultat complète les images de l’EHT rendues publiques en 2019 ; ces dernières ne montraient pas déjà cet ensemble de la même façon.

Questions fréquentes

Les jets relativistes sont-ils dangereux pour les systèmes stellaires proches ?

L’effet d’un jet sur une planète dépendrait de sa puissance, de sa distance et de son orientation. Être dans l’axe d’une source lointaine ne signifie pas un danger : les blazars sont justement observés sous un tel angle. L’étude d’un scénario d’irradiation exige donc des paramètres précis, plutôt qu’une conclusion catastrophique fondée sur la seule direction du jet.

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 ?

Les jets évoluent : en comparant des images successives, on peut suivre des structures brillantes et leurs variations. Certaines présentent un mouvement apparemment supraluminique. Cet effet résulte de la projection et des différences de temps d’arrivée de la lumière lorsqu’une structure rapide se déplace près de la ligne de visée ; sa vitesse locale ne dépasse pas celle de la lumière.