Du nom américain quasi stellar, les quasars sont des objets quasi stellaires c’est-à-dire que leur diamètre, de 1 jour-lumière environ, est plus proche de celui d’une étoile que de celui d’une galaxie mais dont la luminosité est fabuleuse : ce sont les objets les plus lumineux de l’univers. (ils rayonnent des centaines de fois plus qu’une galaxie comme notre Voie lactée). De tout temps, les marins les utilisaient pour se repérer.
Leur volume relativement réduit fait penser à des noyaux de galaxies. L’important décalage de leur spectre lumineux vers le rouge indique que les quasars sont des astres très lointains et possédant une vitesse de récession élevée.

Une découverte récente en astronomie

Le premier quasar (3C273) a été découvert en 1962 par l’astrophysicien australien Cyril Hazard, à l’aide du radiotélescope de Parkes; peu après, l’Américain Allan Rex Sandage, cherchant à identifier une radiosource compacte très intense (3C 48) s’aperçut que celle-ci se trouvait au même endroit qu’une source de rayonnement visible d’aspect stellaire. En 1963, Maarten Schmidt (observatoire du mont Palomar, en Californie), en montrant que le spectre de ces objets présentait un très fort décalage vers le rouge, fit la preuve qu’il s’agissait d’objets très lointains, et donc d’une luminosité considérable (de l’ordre de 100 à 1000 galaxies réunies). La mesure du décalage du spectre (x 1,16) indiquait en effet que la radiosource 3C273 se trouvait à près de deux milliards d’années-lumière de la Terre. Par la suite, les astrophysiciens observèrent que certains quasars présentaient de brusques variations de luminosité: en quelques jours, ils pouvaient devenir dix fois plus brillants. Comme aucun signal ne peut se propager à une vitesse supérieure à celle de la lumière, on pouvait en déduire que la région d’émission de ce rayonnement mesurait seulement quelques jours-lumière de diamètre.

Nature des quasars

À l’heure actuelle, on a détecté plusieurs milliers de telles radiosources quasi stellaires, ou quasars. Ils sont caractérisés par la dimension très réduite de la zone émissive (de l’ordre de quelques jours à quelques heures-lumière) et par un décalage systématique des raies vers le rouge. Pour certains quasars, ce décalage peut être si important (500 %, c’est-à-dire que leur longueur d’onde est multipliée par 5) que des raies émises dans l’ultraviolet sont observées dans le domaine visible. Ce rougissement du spectre émis, dû à l’effet Doppler cosmologique, signifie que ces objets s’éloignent de nous, et ce d’autant plus vite qu’ils sont plus lointains. Le rayonnement des quasars présente, d’une part, une composante thermique émise par un gaz porté à des millions de degrés et qu’on observe dans le domaine X et, d’autre part, une composante non thermique correspondant au rayonnement synchrotron.

Dans une dizaine de cas, les astrophysiciens ont observé que de petites régions d’émission radio s’éloignent du noyau de ces galaxies à des vitesses prodigieuses: les vitesses calculées représentent 10 fois la vitesse de la lumière. En fait, les astrophysiciens ont rapidement montré qu’il s’agit d’une illusion créée par des effets de projection et que les quasars ne violent pas les lois fondamentales de la physique!

Le calcul montre que pour entretenir la luminosité d’un quasar tout au long de sa vie, au moins égale à 10 millions d’années, il faut convertir en énergie une masse équivalente à 100, parfois même à 1 000 milliards de masses solaires.

Origine des quasars

La théorie admise actuellement est qu’un quasar est une galaxie géante dont le noyau supermassif est un trou noir. Le trou noir au centre de la galaxie se forme par effondrement, mais nous n’avons encore aucune certitude concernant le déroulement de ce processus. Dès que le trou noir atteint quelques milliers de masses solaires, il grossit rapidement en avalant la matière qui l’entoure. La matière spirale autour du trou noir chauffe et se met à rayonner. Puis, lorsque la masse du trou noir atteint quelques centaines de millions de masses solaires, les étoiles sont avalées avant d’avoir pu rayonner et le quasar s’éteint.