10 000 Soleils : des astronomes mesurent pour la première fois la « puissance » d’un trou noir

En observant le festin stellaire d’un trou noir situé à environ 7 000 années-lumière, des astronomes ont pu estimer précisément la puissance des jets émanant du monstre cosmique, avec des implications majeures pour notre compréhension du cosmos.

Le système binaire Cygnus X-1

Localisé au niveau du bras d’Orion, Cygnus X-1 se compose d’un trou noir d’environ 15 à 25 masses solaires, et d’une supergéante bleue 20 à 40 fois plus massive que notre astre, orbitant mutuellement autour d’un centre de masse commun en 5,6 jours. Ce système binaire doit son nom aux quantités monstrueuses de matière dont le premier déleste la seconde (processus d’accrétion), produisant des salves caractéristiques de rayons X.

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Grâce à un réseau mondial de radiotélescopes, des astronomes ont récemment sondé cette région de la Voie lactée et obtenu un aperçu sans précédent des caractéristiques des jets « crachés » par cet objet vorace.

Publiée dans la revue Nature Astronomy, la nouvelle étude évoque des flux de matière éjectés à la moitié de la vitesse de la lumière (environ 150 000 kilomètres par seconde), une puissance équivalente à celle de 10 000 Soleils, et des orientations étroitement influencées par le vent stellaire émanant de l’étoile géante.

« L’une des principales conclusions de cette recherche est qu’environ 10 % de l’énergie libérée lorsque la matière retombe vers le trou noir est emportée par les jets », explique Steve Prabu, de l’université d’Oxford. « Ce que nos simulations à grande échelle de l’Univers suggéraient depuis longtemps, mais qui n’avait jusqu’à présent pas pu être corroboré par des observations. »

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Éclairage cosmique

Selon les chercheurs, la physique des trous noirs étant essentiellement la même, qu’ils pèsent 10 ou 10 millions de masses solaires, ces découvertes approfondissent notre compréhension de ces géants voraces, qui façonnent l’Univers.

« Les jets de trous noirs constituent une source importante de rétroaction sur l’environnement cosmique et sont essentiels pour comprendre l’évolution des galaxies », notent-ils.

Grâce à des radiotélescopes tels que l’Observatoire Square Kilometre Array, actuellement en construction en Australie-Occidentale et en Afrique du Sud, l’équipe espère prochainement détecter des jets de trous noirs situés dans des galaxies lointaines, dont la puissance pourra être précisément estimée grâce à ce nouveau point de référence.

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Précédemment, des astronomes avaient repéré trois trous noirs supermassifs sur le point de fusionner.