AP Librae

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AP Librae
Image illustrative de l’article AP Librae
AP Librae photographié
par le télescope spatial Hubble à 1.6 µm.
Données d’observation
(Époque J2000.0)
Constellation Balance
Ascension droite (α) 15h 17m 41,81s[1]
Déclinaison (δ) −24° 22′ 19″ [1]
Magnitude apparente (V) 15.00 à 16.00
445 dans la Bande B [2]
Décalage vers le rouge 0.04903 + 0.00015

Localisation dans la constellation : Balance

(Voir situation dans la constellation : Balance)
Astrométrie
Distance 70 millions d'années-lumière
Caractéristiques physiques
Type d'objet Blazar
Découverte
Découvreur(s) Very Long Baseline Array
Date 2010
Désignation(s) PGC 54592 ESO 514-1 WMAP 205 OHIO R -225 INTREF 641

2E 3408 SV* HV 11581 AAVSO 1511-24 PKS 1514-24 QSO B1514-24 TeV J1517-2431 Jy 1514-24 Cul 1514-241 ESO-LV 514-0010 IERS B1514-241 MRC 1514-241 RORF 1514-241 TXS 1514-241

Liste des objets célestes
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AP Librae est un objet Bl Lac ou un blazar. Un objet Bl Lac signifie un type de blazar hyper-énergétique variable qui possède deux jets de matières et de très grandes raies d'émission ainsi qu'un signal polarisé[3],[4]. Son spectre d'émission se situe généralement entre 300 GeV et 0.1 téra électron-volts (TeV)[5]. AP Lib se situe dans la constellation de la Balance (Librae) à environ 700 millions d'années-lumière[6],[7] de la Terre.

Histoire observationnelle[modifier | modifier le code]

Cet objet a été identifié pour la première fois comme une étoile variable irrégulière par Martha D. Ashbrook en 1942, qui a noté que la luminosité changeait de manière irrégulière entre la magnitude apparente 15,0 à 16,0. Il a été constaté que la source variait de manière chaotique sur des échelles de temps de jours et même d'heures, comme un quasar OVV. Howard E. Bond et François Biraud ont noté en 1971 la coïncidence de cet objet avec la position de la source radio PKS 1514-24. En 1965, John G. Bolton et ses associés ont identifié cette dernière comme une galaxie elliptique de seizième magnitude, même si de récentes mesures optent pour une galaxie lenticulaire en transition[8]. Glenn M. Frye et ses associés ont suggéré en 1971 qu'il pourrait s'agir d'une source de rayons gamma. La similitude de cet objet avec BL Lacertae a été notée, ce qui l'a conduit à être désigné comme un objet BL Lac.

Variabilité[modifier | modifier le code]

La luminosité de AP Librae varie dans tous les spectres électromagnétiques avec des périodes courtes et irrégulières, la luminosité peut augmenter en quelques heures voire jours dans des intervalles irréguliers. Les variations de sa luminosité sont souvent nommées "éclatement", en raison de l'augmentation très violente et rapide de sa luminosité. En rayon gamma, il peut arriver que son émission atteigne des niveaux d'énergie de l'ordre du TeV[9], l'éclatement le plus violent a vu la luminosité gamma de AP Lib aller jusqu'à 20 TeV voire plus, même si les éclatements s'arrêtent généralement à 300 GeV[10]. Sa variabilité X est très similaire à celle observée en rayon gamma, même si par conséquent, moins énergétique. Sa variabilité optique est souvent caractérisée par une oscillation de sa magnitude apparente de 16 à 17 en 3 heures ou 1 jour, mais il peut arriver que sa magnitude varie avec une amplitude de 0.6 ± 0.1 en une heure[11]. Sa magnitude ultraviolette varie de 14.32 à 15.12 dans une période de quelques heures[12].

Jets astrophysiques[modifier | modifier le code]

Image des jets astrophysiques de AP Librae, cette image a été prise par le Very Long Baseline Array lors de son étude de mai 2010

Le jet de AP Librae est une source quasi-ponctuelle de rayon gamma, X et ondes radio, s'étendant sur ~100 Kpc soit ~326 100 a.l., étant donc l'un des jets les plus longs jamais observés. Le jet de AP Lib est légèrement magnétisé[13].

Structure galactique[modifier | modifier le code]

Ces jets émanent donc d'un quasar, le quasar qui se situe au centre de l'objet AP Librae possède un disque d’accrétion d'environ quelques kpc[14]. Ap Librae est l'un des rares blazars à pic basse fréquence à détecter aux rayons gamma du TeV et le seul avec un jet de rayons X identifié. Les observations combinées de Fermi-LAT aux hautes énergies et celles du H.E.S.S. aux très hautes énergies ont révélé une propriété spectrale frappante d'Ap Librae ; la présence d'une large composante à haute énergie qui s'étend sur plus de neuf ordres de grandeur en énergie et est donc difficile à expliquer. La distribution d'énergie spectrale d'Ap Librae où l'émission de très haute énergie est supposée provenir d'une région compacte à l'échelle inférieure au parsec du jet[9]. Il a aussi été observé que la galaxie hôte de AP Librae est en excès ultraviolet avec une magnitude ultraviolette absolue de -22.6, ce qui est trop par rapport à ce qui est attendu dans les galaxies elliptiques, en raison de l'âge de leurs étoiles et de la faible présence de poussière interstellaire[12].

Morphologie[modifier | modifier le code]

La galaxie hôte de AP Lib est une galaxie elliptique / lenticulaire de type morphologique N/E, sa taille angulaire (0.323' x 0.278') corrélé avec sa distance montre qu'elle mesure ~71 800 pc soit ~234 100 a.l. de diamètre, soit 2.34 fois plus que la Voie lactée[15].

Rayonnement synchrotron[modifier | modifier le code]

AP Librae émet une composante de rayonnement synchrotron à sa distribution d'énergie spectrale. La composante maximale de ce rayonnement se situe dans la bande infrarouge, ce qui en fait un BL Lac à crête basse fréquence. C'est l'une des rares crêtes basse fréquence connues à émettre des rayons gamma. La largeur de la composante haute énergie de sa distribution d'énergie spectrale est considérée comme extrêmement large pour les objets de cette classe, allant d'environ 0,1 keV jusqu'au niveau des énergies allant au TeV. En 1998–99, une émission radio étendue a été détectée à partir d'un jet unilatéral qui commence dans une direction sud-est à partir de la source avant de se pencher vers le nord-est. Ce jet non thermique s'étend à 15 arc-seconde de l'AP Lib (équivalent à ~ 46 000 a.l., avec la distance) et, en 2013, il a été découvert qu'il émettait des rayons X. Le jet peut être la source de l'émission de rayons gamma dans la gamme du TeV.

Disque circumstellaire[modifier | modifier le code]

La large composante spectrale à haute énergie dans les blazars est généralement attribuée à divers processus de diffusion Compton inverse dans le jet relativiste, mais n'a pas été clairement identifiée dans la plupart des cas en raison de dégénérescences dans les modèles physiques. AP Librae produit de faibles pics synchrotron, comme celui détecté en 2015 par H.E.S.S. à très hautes énergies supérieurs à 0,5 TeV. Les modèles standard d'auto-Compton synchrotron ne parviennent généralement pas à reproduire l'émission de très haute énergie, ce qui a conduit à la suggestion qu'elle pourrait provenir non pas du noyau actif et du blazar. Avec l'imagerie du télescope spatial Hubble nouvellement obtenue et l'imagerie du Atacama Large Millimeter/submillimeter Array en haute résolution révèle une signature de disque de poussière résiduelle après soustraction du noyau, avec un spectre clairement thermique et une étendue sur ~ 500 pc, ce qui correspond à un disque de poussière chauffé par le jet et le blazar de AP Librae[16].

Trou noir supermassif[modifier | modifier le code]

Le disque d'accrétion du trou noir de AP Librae est l'auteur de fortes raies d'émissions d'atomes doublement voir triplement ionisés, tels que O III, O II, Ca II et Ha, indiquant la présence d'oxygène, de calcium et d'hydrogène ionisé dans le disque d'accrétion et son voisinage proche[17]. Les vitesses radiales des gaz du disque d’accrétion suggèrent que le trou noir qui siège au centre de AP Lib aurait une masse de 1 milliard de masses solaires. Une telle masse fait que ce trou noir pourrait contenir les trois quarts de notre système solaire. Son rayon de Schwarzschild est de 19.7 unités astronomiques soit un diamètre de 39.4 unités astronomiques[18],[19],[20]. Une étude basée sur sa luminosité bolométrique suggère que le trou noir aurait une masse de 250 millions de M☉[13]. Une autre étude basée sur la luminosité intrinsèque du disque d'accrétion opte vers un trou noir d'une masse de 108.4 ± 0.06 millions de M☉[9].

Références[modifier | modifier le code]

  1. ↑ a et b  (en) « NASA/IPAC Extragalactic Database », Resultats pour PGC 83717 (consulté le )
  2. ↑ (en) « NGC 7469 », sur seds.org (consulté le ).
  3. ↑ « AP Librae », sur simbad.u-strasbg.fr (consulté le )
  4. ↑ « A Sample-Oriented Catalogue of BL Lacertae Objects », sur ned.ipac.caltech.edu (consulté le )
  5. ↑ Maria Petropoulou, Georgios Vasilopoulos et Dimitrios Giannios, « The TeV emission of Ap Librae: a hadronic interpretation and prospects for CTA », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 464, no 2,‎ , p. 2213–2222 (ISSN 0035-8711 et 1365-2966, DOI 10.1093/mnras/stw2453, lire en ligne, consulté le )
  6. ↑ « Stellarium Web Online Star Map », sur stellarium-web.org (consulté le )
  7. ↑ (en) « Convert Red Shift (z) to Light Year , Astronomical », sur www.convert-me.com (consulté le )
  8. ↑ (ru) Berdyhgin, A.V., « Separation of radiation components in AP Lib », Astrofizika, vol. 26, no 3,‎ (ISSN 0571-7132, lire en ligne, consulté le )
  9. ↑ a b et c « Validate User », sur academic.oup.com (consulté le )
  10. ↑ « TeVCat Gamma-Ray Source Summary: AP Librae », sur tevcat.uchicago.edu (consulté le )
  11. ↑ M. T. Carini, H. R. Miller, J. C. Noble et A. C. Sadun, « The Timescales of the Optical Variability of Blazars. II. AP Librae », The Astronomical Journal, vol. 101,‎ , p. 1196 (ISSN 0004-6256, DOI 10.1086/115756, lire en ligne, consulté le )
  12. ↑ a et b B. E. Westerlund, G. Wlerick et R. Garnier, « The properties of AP Lib from UBV photoelectric photometry. », Astronomy and Astrophysics, vol. 105,‎ , p. 284–292 (ISSN 0004-6361, lire en ligne, consulté le )
  13. ↑ a et b (en) Michael Zacharias et Stefan J. Wagner, « The extended jet of AP Librae: Origin of the very high-energy γ-ray emission? », Astronomy & Astrophysics, vol. 588,‎ , A110 (ISSN 0004-6361 et 1432-0746, DOI 10.1051/0004-6361/201526698, lire en ligne, consulté le )
  14. ↑ Maria Petropoulou, Georgios Vasilopoulos et Dimitrios Giannios, « The TeV emission of Ap Librae: a hadronic interpretation and prospects for CTA », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 464, no 2,‎ , p. 2213–2222 (ISSN 0035-8711 et 1365-2966, DOI 10.1093/mnras/stw2453, lire en ligne, consulté le )
  15. ↑ « By Name | NASA/IPAC Extragalactic Database », sur ned.ipac.caltech.edu (consulté le )
  16. ↑ Agniva Roychowdhury, Eileen T. Meyer, Markos Georganopoulos et Peter Breiding, « Circumnuclear Dust in AP Librae and the Source of Its VHE Emission », The Astrophysical Journal, vol. 924,‎ , p. 57 (ISSN 0004-637X, DOI 10.3847/1538-4357/ac34f1, lire en ligne, consulté le )
  17. ↑ « 1977ApJ...212L...9R Page L12 », sur articles.adsabs.harvard.edu (consulté le )
  18. ↑ « Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules - The high-energy gamma-ray emission of AP Librae », sur lapp.in2p3.fr (consulté le )
  19. ↑ (en) Michael Zacharias and Stefan J. Wagner, « The extended jet of AP Librae: Origin of the very high-energy γ-ray emission? », 2016,‎ , p. 13 (lire en ligne Accès libre [PDF])
  20. ↑ « Universe Sandbox », sur universesandbox.com (consulté le )
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