La NASA observe une éruption géante provenant d’un trou noir supermassif

Une nouvelle étude de la NASA, menée grâce à des observations de télescopes spatiaux, explique pour la première fois l’origine des éruptions de rayons X provenant des trous noirs.

De nouvelles observations réalisées à l’aide des télescopes spatiaux Swift et NuSTAR, ont permis à la NASA de mettre en évidence une éruption de rayons X provenant d’un trou noir supermassif. Les astronomes connaissent depuis longtemps l’existence de ces phénomènes générant des émissions d’intensité inhabituelles.

Toutefois, leur origine est toujours restée mystérieuse. Du moins jusqu’à aujourd’hui. Selon les scientifiques de l’agence spatiale américaine, ces émissions massives de rayons X proviendraient d’une source de particules à haute énergie, désignée sous le nom de « couronne ».

Cette source est à ce jour relativement mal connue. On suppose qu’elle se situe autour du trou noir, près du disque d’accrétion.

arkarian 335

Représentation de l’éruption de rayons X provenant d’un trou noir (Source : NASA).

Les trous noirs sont des objets relativement difficiles à repérer et pour cause, ils ne produisent pas de la lumière par eux-mêmes. Un des moyens de les détecter est d’identifier les rayons émis par les gaz qu’ils attirent vers eux grâce à leur force de gravité. Sous l’effet de l’attraction gravitationnelle, ces flux se réchauffent et se mettent à briller.

Jusqu’ici, les chercheurs pensaient qu’il s’agissait de la seule source de lumière indirecte provenant des trous noirs. Toutefois, les nouvelles observations réalisées via les deux télescopes suggèrent l’existence de rayonnements ayant quant à eux une toute autre origine. Selon la NASA, les couronnes seraient capables de produire des faisceaux de rayons X de grande intensité.

Les données ont été récoltées auprès d’un trou noir supermassif appelé Markarian 335 ou Mrk 335. Un objet situé au centre d’une galaxie à 324 millions d’années-lumière de la Terre. A une époque, le trou noir était l’une des sources de rayons X les plus lumineuses du ciel mais en 2007, la luminosité de Mrk 335 a soudainement chuté d’un facteur de 30.

En approfondissant les observations, « nous avons découvert qu’il connaissait encore des éruptions mais qu’il n’atteignait pas les niveaux de luminosité et de stabilité observés avant », explique Luigi Gallo de l’Université Saint Mary. Il a alors fallu attendre 2014 pour que le trou noir connaisse un nouveau phénomène massif.

Après analyse des données, les astronomes ont réalisé qu’ils assistaient à une nouvelle éjection, voire un effondrement de la couronne du trou noir. « La couronne s’est rassemblée d’abord vers l’intérieur et puis a expulsé comme un jet vers l’extérieur », indique dans un communiqué Dan Wilkins, auteur principal de l’étude.

« Nous ne savons toujours pas comment se forment les jets de trous noirs mais c’est une possibilité excitante que la couronne de ce trou noir ait commencé à former la base du jet avant qu’elle ne s’effondre. C’est la première fois que nous sommes en mesure de relier ce phénomène à l’éruption », poursuit-il.

Davantage d’études sont nécessaires pour mieux comprendre les couronnes. Pour le moment, leur origine et leur structure sont encore inconnues. Les astronomes envisagent toutefois deux possibilités de configuration. La première est désignée comme modèle « réverbère » ou « lamppost ».

Elle suggère l’existence de sources lumineuses compactes, comme des ampoules, situées au-dessus et en dessous du trou noir le long de son axe de rotation. La seconde propose quant à elle, un modèle de type « sandwich » impliquant une répartition de manière plus diffuse. Il pourrait s’agir d’un grand nuage entourant le trou noir et prenant en sandwich son disque d’accrétion.

Ces découvertes « vont nous aider à mieux comprendre comment les trous noirs supermassifs tirent profit de certains des objets les plus brillants de l’univers », a conclu Dan Wilkins dans le communiqué.

Source : Maxisciences

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des Sciences, l’exposition « Promenade spatiale au fil des ondes« , ainsi que la page Astronomie/Physique.

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