Quel instrument a permis de découvrir les premiers quasars dans l'univers ?

Les premiers quasars ont été repérés grâce à des radiotélescopes, et non par les télescopes optiques qui les ont ensuite étudiés. Dans les années 1960, les relevés du ciel en ondes radio ont révélé des sources très compactes et particulièrement intenses. Leur apparence presque ponctuelle en lumière visible a d’abord entretenu la confusion : elles ressemblaient à des étoiles, tout en émettant une quantité inhabituelle de rayonnement radio.

Les relevés radio à l’origine de la découverte

Un radiotélescope recueille les ondes radio émises par les objets célestes à l’aide d’une grande antenne, souvent une parabole. Cette technique permet d’observer des sources qui peuvent être discrètes ou difficiles à distinguer dans le domaine visible. Les catalogues établis par les observatoires de radioastronomie, notamment le Third Cambridge Catalogue, ont ainsi recensé de nombreuses sources radio compactes. Certaines d’entre elles ne correspondaient pas clairement à des objets connus lorsqu’elles ont été recherchées sur des photographies du ciel.

Des sources radio à l’apparence stellaire

Parmi ces objets figurait 3C 48, l’une des premières sources ensuite reconnues comme un quasar. Son nom vient du catalogue radio dans lequel elle apparaît. En lumière visible, elle ressemblait à un point semblable à une étoile, mais son spectre ne correspondait pas à celui d’une étoile ordinaire. Un autre objet, 3C 273, a également été identifié à partir d’observations radio. Ces découvertes ont conduit les astronomes à employer l’expression « source radio quasi stellaire », à l’origine du mot « quasar ».

Le rôle décisif des observations optiques

Les radiotélescopes ont donc permis de sélectionner les objets et de signaler leur caractère inhabituel, mais ils ne suffisaient pas à déterminer leur nature. Des télescopes optiques ont ensuite été utilisés pour observer leur lumière et analyser leur spectre. Dans le cas de 3C 273, l’astronome Maarten Schmidt a reconnu des raies d’émission fortement décalées vers le rouge. Ce décalage indiquait que l’objet était extrêmement lointain et qu’il ne s’agissait pas d’une étoile de la Voie lactée. L’analyse spectrale a ainsi transformé une énigmatique source radio en objet cosmologique.

Des noyaux actifs de galaxies

Les observations ultérieures ont établi que les quasars sont des noyaux très lumineux de galaxies lointaines. Leur rayonnement provient de régions centrales où de la matière tombe vers un trou noir supermassif, en libérant une énergie considérable. Cette interprétation explique comment une région relativement compacte peut rayonner davantage qu’une galaxie entière. Les quasars ne sont donc pas une catégorie d’étoiles, malgré leur aspect ponctuel sur les premières images optiques.

Un nouvel outil pour explorer l’Univers

La découverte radio des quasars a ouvert une nouvelle voie pour étudier les régions les plus lointaines de l’Univers. Leur forte luminosité permet de les observer sur de grandes distances et d’utiliser leur rayonnement comme une source de renseignements sur le gaz et la matière situés entre ces objets et la Terre. L’instrument à l’origine de leur découverte reste ainsi le radiotélescope ; les observations optiques ont ensuite été indispensables pour mesurer leur éloignement et comprendre qu’ils sont associés à des noyaux actifs de galaxies.