Influence du trou noir supermassif central dans l’amas de galaxies MACS J1447.4+0827

Abstract

Des observations rayons X ont montré que la distribution de gaz dans les amas de galaxies est loin d’être uniforme. Des cavités, de gigantesques bulles avec un déficit d’émission rayons X, ont été retrouvées dans de nombreux amas. Celles-ci sont gonflées par d’énormes jets relativistes émis par le noyau actif de galaxie situé dans la galaxie centrale de l’amas. Ces jets réchauffent le gaz du milieu intra amas et compensent son refroidissement. Dans ce mémoire, je présenterai les résultats obtenus par l’analyse de nouvelles observations radio du Karl G. Jansky Very Large Array (JVLA, 9 heures) et du télescope spatial rayons X Chandra (70 ks ou 19 heures) de MACS J1447.4+0827, un amas de galaxies à un décalage vers le rouge de z = 0.3755 particulièrement brillant dont la galaxie centrale présente des propriétés extrêmes. Ces observations ont permis de révéler de nouvelles structures jamais observées auparavant dans cet objet telles qu’un système de cavités rayons X (Pcav ≈ 8×1044 erg/s), des jets relativistes (R ≈ 16 kpc) et une émission radio diffuse (R ≈ 155 kpc) entourant la galaxie centrale associée à un mini-halo (P1.4GHz = 2.6 ± 0.9 × 1024 W/Hz). De plus, les données de Chandra ont permis la découverte d’une plume rayons X dont l’emplacement concorde avec celui des filaments Hα de la galaxie centrale ainsi que la confirmation de la présence d’un noyau actif de galaxie visible en rayons X et en radio au coeur de MACS J1447.4+0827. Que ce soit par la puissance de son mini-halo, par l’ampleur de l’énergie contenue dans ses jets ou par sa luminosité rayons X, MACS J1447.4+0827 comporte des propriétés extrêmes et compte parmi les amas les plus massifs et lumineux en rayons X.

X-rays observations have shown that the distribution of gas in galaxy clusters is far from uniform. Many clusters contain X-rays cavities, gigantic bubbles lacking X-ray bright gas. These bubbles are inflated by relativistic jets that originate from the active galactic nucleus of the central galaxy in the cluster. These jets heat the gas and offset the cooling of the intracluster medium. In this dissertation, I will present results obtained from the analysis of new radio observations from the Karl G. Jansky Very Large Array (JVLA, 9 hours) and new observations from the Chandra X-ray Observatory (70 ks or 19 hours) of MACS J1447.4+0827, a cluster at a redshift of z = 0.3755 especially luminous which harbours a central galaxy with extreme properties. Those observations have revealed new structures never seen before in this object such as a system of X-ray cavities (Pcav ≈ 8 × 1044 erg/s), relativistic jets (R ≈ 16 kpc) and a diffuse radio structure surrounding the central galaxy (R ≈ 155 kpc) associated with a mini-halo (P1.4GHz = 2.6 ± 0.9 × 1024 W/Hz). Furthermore, the Chandra data revealed an X-ray plume that matches the position of Hα filaments in the central galaxy. They also confirmed the presence of an active galactic nucleus at the core of the cluster that is visible at X-ray and radio wavelengths. Whether it is from the power of its mini-halo, from the energy in its cavities or from its high X-ray luminosity, MACS J1447.4+0827 has extreme properties and is among the most massive and X-ray bright clusters of galaxies known.