Hercules A, également connue sous le nom de 3C 348, est une radiogalaxie elliptique géante située à environ 2,1 milliards d’années-lumière dans la constellation d’Hercule. Son trou noir supermassif central, d’environ 2,5 milliards de masses solaires, projette deux jets de plasma relativiste qui s’étendent sur plus de 1,5 million d’années-lumière de chaque côté — parmi les structures les plus imposantes produites par un trou noir dans l’univers observable.
Description
Hercules A est l’une des sources radio les plus puissantes du ciel à son redshift, émettant une puissance radio colossale alimentée par l’accrétion active sur son trou noir central. Les jets, invisibles en lumière visible mais spectaculaires en ondes radio, transportent des quantités énormes d’énergie depuis le trou noir jusqu’aux confins de la galaxie et bien au-delà, dans le milieu intergalactique de l’amas qui entoure cette galaxie.
Les images combinées VLA-Hubble publiées en 2012 ont rendu Hercules A célèbre dans le grand public, montrant la galaxie elliptique centrale entourée de ses jets radio géants. Ces images illustrent de façon saisissante l’impact à grande échelle d’un trou noir actif sur son environnement — les jets chauffent le gaz de l’amas sur des millions d’années-lumière, régulant la formation stellaire dans l’ensemble de la structure.
Les jets de Hercules A présentent des structures internes complexes — nœuds brillants, courbures, anneaux — qui révèlent une dynamique interne riche. Ces structures sont interprétées comme des chocs dans le jet, des instabilités magnétohydrodynamiques ou des interactions avec le gaz de l’amas. La richesse de ces structures fait de Hercules A un objet modèle pour comprendre la propagation des jets dans le milieu extragalactique.
Observation
Hercules A est principalement observée en radio :
- En optique : la galaxie hôte est visible avec un grand télescope (magnitude ~15), mais les jets sont invisibles
- En radio : l’une des sources les plus brillantes du ciel, avec des jets résolus par le VLA sur des degrés carrés
- En rayons X : émission X détectée par Chandra, révélant des cavités dans le gaz chaud de l’amas creusées par les jets
Particularités
Les cavités observées dans l’émission X de l’amas de galaxies entourant Hercules A témoignent de l’impact des jets sur le milieu chaud environnant. Ces cavités, creusées par la pression du plasma relativiste des jets dans le gaz de l’amas à des températures de millions de degrés, contiennent une quantité d’énergie comparable à celle de milliards de supernovas. Ce phénomène est un exemple direct du feedback AGN — la capacité des trous noirs actifs à réguler l’évolution des galaxies et des amas.
La puissance radio de Hercules A, combinée à sa taille angulaire importante (les jets sont visibles sur plusieurs degrés en radio), en fait une source de calibration utilisée par les radiotélescopes du monde entier depuis des décennies. Elle constitue l’un des étalons de flux radio les plus utilisés de l’astronomie.
Le trou noir central de Hercules A, avec ses 2,5 milliards de masses solaires, est suffisamment massif pour que la production de jets à cette échelle soit explicable par le mécanisme de Blandford-Znajek, qui extrait l’énergie de rotation du trou noir via le champ magnétique du disque. Cette configuration fait de Hercules A un banc de test privilégié pour les modèles de formation et d’alimentation des jets relativistes dans les galaxies les plus massives.