Une équipe d'astronomes a détaillé l'observation d'une éruption gamma exceptionnellement puissante provenant du blazar TXS 2013+370. Situé à un redshift d'environ 0,86, cet objet abrite un trou noir supermassif d'environ 400 millions de masses solaires.
L'événement, qui a débuté en décembre 2020 et a culminé le 11 février 2021, a été étudié avec une précision inédite grâce à l'interférométrie à très longue base.
Qu'est-ce qu'un blazar et pourquoi est-il si particulier ?
Les blazars sont une catégorie de noyaux galactiques actifs associés à des trous noirs supermassifs au centre de galaxies elliptiques géantes. Leur principale caractéristique réside dans leurs jets relativistes, des flux de matière et d'énergie projetés à une vitesse proche de celle de la lumière, qui sont orientés presque directement vers la Terre.
Cette orientation fait des blazars les sources de rayons gamma les plus communes et les plus intenses en dehors de notre galaxie. Ils se divisent en deux classes, dont les FSRQ avec de larges raies d'émission optique. TXS 2013+370 est un blazar puissant de type FSRQ.
Comment les observations ont-elles révélé la structure du jet ?
Grâce au Very Long Baseline Array (VLBA), l'équipe dirigée par Giorgos Michailidis de l'université Aristote de Thessalonique a mené des observations polarimétriques à plusieurs fréquences. Les chercheurs déclarent que cela " représente la première étude VLBI polarimétrique multifréquence de cette source ".
Les observations ont montré que TXS 2013+370 est une source compacte dominée par son noyau, avec une structure de jet incurvée s'étendant vers le sud-ouest. Plus important encore, les observations ont identifié un nouveau composant dans ce jet, baptisé N2, qui est directement associé à l'intensification de l'activité multi-longueurs d'onde.
Où se situe la source de cette éruption gamma ?
L'analyse a permis de localiser la zone d'émission des rayons gamma de manière surprenante : elle se trouve à la périphérie de la région des raies larges, voire au-delà.
Cette découverte positionne le tore de poussière du blazar comme le principal réservoir de photons. Les photons infrarouges de ce tore sont interceptés par le jet et diffusés pour devenir des rayons gamma via un processus connu sous le nom d'émission Compton externe.
En comparant l'éruption avec une autre survenue en 2009, les scientifiques ont conclu que la source d'émission gamma reste stable dans la même région, suggérant que des variations observées ne sont pas dues à un déplacement de la zone d'émission.
