Résumé
Ce cours s’attaque au problème de l’alimentation des trous noirs supermassifs. Pour expliquer le rayonnement typique d’un quasar, il faudrait avaler pendant une phase d’activité de 100 millions d’années au moins 200 millions de masses solaires de gaz, ce qui est une fraction significative du gaz d’une galaxie. Comment évacuer en si peu de temps tout le moment angulaire de cette matière ? Pour cela, il faut exercer des couples de torsion, à plusieurs échelles. Les barres dans les galaxies, et les instabilités gravitationnelles, qui forment des non-axisymétries, peuvent fournir des couples de torsion. Mais il faut supposer toute une cascade de telles instabilités, barres ou spirales, à diverse échelles en rayon dans la galaxie. Des simulations numériques ont montré qu’une barre dans une galaxie exerçait une couple négatif, faisant arriver le gaz vers le centre, entre la corotation et la résonance interne de Lindblad. Les couples sont positifs et provoquent le mouvement de gaz inverse, en dehors de cet espace. Il faut donc une succession d’instabilités de ce genre, soit temporellement, soit spatialement. C’est en effet ce que montrent les simulations numériques : lorsque suffisamment de gaz s’est accumulé au centre, la cinématique de la galaxie en est changée, et il peut se découpler une barre secondaire, à l’intérieur de la première barre, qui va prolonger la chute du gaz vers le centre. Ces barres ont une corotation qui correspond à la résonance interne de Lindblad de la grande barre. Le diagnostic observationnel est facile à obtenir, car il y a formation d’étoiles accélérée à la résonance de Lindblad, ce qui forme un anneau brillant. Tout près du trou noir, les instabilités m = 2 de barres sont relayées par des instabilité m = 1 (un bras, décentrement), car les orbites deviennent képlériennes, et le potentiel dominé par la masse centrale du trou noir supermassif.
