Des astronomes capturent l'éruption monstrueuse du trou noir supermassif le plus proche

Captant les émissions radio de la matière éjectée par le trou noir à une vitesse proche de celle de la lumière, l’image montre de gigantesques lobes de plasma s’étendant à plus d’un million d’années-lumière du centre de sa galaxie d’origine, Centaurus A — © Ben McKinley / ICRAR / Curtin and Connor Matherne / Louisiana State University

Une image spectaculaire témoignant de la voracité extrême du trou noir supermassif le plus proche a récemment été dévoilée. Selon l’équipe, le taille de l’éruption de ce monstre cosmique dans le ciel équivaut à celle de 16 pleines lunes.

Un objet cosmique vorace

Située à environ 12 millions d’années-lumière de la Terre, Centaurus A est la cinquième galaxie la plus brillante dans le ciel terrestre. En son centre se trouve le trou noir actif connu le plus proche de notre planète, un monstre de 55 millions de masses solaires. Ce dernier dévore du gaz, de la poussière et d’autres matériaux dans son voisinage, puis les éjecte sous la forme de puissants jets qui se propagent loin dans l’espace intergalactique, créant les bulles massives que l’on peut voir sur l’image d’en-tête.

La galaxie elle-même n’occupe qu’une toute petite parcelle au centre de l’image. Les points au premier plan sont des astres de notre propre galaxie, la Voie lactée, tandis que ceux visibles à l’arrière-plan s’avèrent être des galaxies similaires, mais beaucoup plus éloignées.

Décrit dans la revue Nature Astronomy, l’impressionnant cliché composite ci-dessous, combinant observations radio, optiques et en rayons X, a été réalisé à l’aide du télescope Murchison Widefield Array. Ce dispositif est implanté dans une région reculée de l’Australie-Occidentale, offrant un large champ de vision et permettant d’éviter les interférences radio.

Image composite montrant la galaxie et l’espace intergalactique environnant à différentes longueurs d’onde — Connor Matherne / Louisiana State University (Optical/Halpha), Kraft et al. (X-ray), Struve et al. (HI), Ben McKinley, ICRAR/Curtin. (Radio)

Le plasma radio émis par le trou noir est représenté en bleu et semble interagir avec du gaz chaud émettant des rayons X (orange) et de l’hydrogène neutre froid (violet). Les teintes rouges révèlent les lignes spectrales H-alpha, caractéristiques de l’hydrogène perdant des électrons.

Plusieurs limitations surmontées

« Les observations radio précédentes ne pouvaient pas gérer l’extrême luminosité des jets et les détails de la plus grande zone entourant la galaxie étaient déformés, mais notre nouvelle image surmonte ces limitations », explique Benjamin McKinley, chercheur à l’université Curtin et auteur principal de la nouvelle étude. « La galaxie apparaît plus brillante au centre, où l’énergie est concentrée et où elle est plus active. Lorsque l’énergie se dissipe vers la périphérie de la galaxie, la matière galactique apparaît plus faible. »

Selon Massimo Gaspari, de l’Institut national d’astrophysique d’Italie, l’étude corrobore une nouvelle théorie émergente connue sous le nom « d’accrétion froide haotique ».

« Dans ce modèle, les nuages de gaz froid se condensent dans le halo galactique et tombent en pluie sur les régions centrales, alimentant le trou noir supermassif », détaille l’astrophysicien. « Le trou noir réagit vigoureusement en renvoyant de l’énergie par des jets radio qui gonflent les lobes spectaculaires que nous voyons sur l’image. »

Par Yann Contegat, le 9 janvier 2022