Co-évolution cosmique trous noirs/galaxies

Ce cours se focalise sur la relation étroite entre masses des bulbes et masses des trous noirs, et donc sur la démographie des trous noirs. Cette relation est très bien vérifiée pour les fortes masses, mais elle est plus dispersée aux faibles masses. De même, les galaxies barrées font une exception, peut-être parce que les bulbes dans les galaxies barrées ne sont que des pseudo-bulbes, ou que la cinématique dans une galaxie barrée n’est pas circulaire, mais allongée. Les galaxies en interaction sont aussi des exceptions (fusions en cours). Récemment, des trous noirs trop massifs pour la relation ont été observés à grand redshift, au début de l’Univers. Se pourrait-il que les trous noirs croissent en masse plus vite que les bulbes, qui se rattraperaient ensuite ? Cette hypothèse semble étayée par le fait que des trous noirs trop massifs sont aussi observés dans les amas de galaxies, du moins pour les galaxies centrales d’amas. Celles-ci sont empêchées de former des étoiles, car le gaz intra-amas est chauffé à des températures supérieures au million de degrés par les interactions. La formation des bulbes est alors empêchée et ne peut rattraper celle des trous noirs. La relation entre les masses est interprétée comme un effet de rétroaction des AGN sur la formation d’étoiles. Même si l’AGN central a peu de volume d’action sur la galaxie, son énergie est largement suffisante pour détruire toute la galaxie. Le problème est alors celui du couplage entre l’énergie de l’AGN et la matière de la galaxie. Si la matière est éjectée perpendiculairement au plan de la galaxie, il n’y aura pas beaucoup de couplage. Dans de nombreux cas, toutefois, le disque d’accrétion n’a pas la même inclinaison que le disque galactique, et la matière éjectée par l’AGN peut entrer en collision avec la galaxie et modérer la formation d’étoiles. Il est possible que les quasars soient l’étape ultime d’une fusion entre deux galaxies spirales.