Le nouveau télescope japonais révèle de nouvelles informations sur les trous noirs et les supernovas

Les récentes découvertes du télescope spatial XRISM, développé dans le cadre d’une mission japonaise, ont apporté de nouvelles perspectives sur les trous noirs supermassifs et les supernovas. À peine un an après son lancement, ce télescope à rayons X a révélé des détails inédits sur ces phénomènes célestes, enrichissant ainsi notre compréhension de l’Univers. Les résultats sont disponibles sur arXiv.

Révélations du télescope XRISM

Le télescope XRISM, opéré par l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale (JAXA) en collaboration avec l’Agence spatiale européenne (ESA), a livré ses premiers résultats. Grâce à ses observations, il a réussi à capturer les mouvements, la température et la structure de la matière autour d’un trou noir supermassif, ainsi que la dynamique des restes d’une supernova, témoins de la mort d’une étoile massive. Ces résultats fournissent des informations pour comprendre comment ces structures cosmiques évoluent.

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Matteo Guainazzi, scientifique du projet XRISM à l’ESA, a souligné l’importance de ces découvertes : « Ces observations dévoilent comment les trous noirs absorbent la matière qui les entoure, tout en offrant un regard nouveau sur le cycle de vie des étoiles massives. Elles démontrent l’extraordinaire capacité de la mission à explorer l’Univers à haute énergie. » 

Les premières cibles de XRISM incluent un trou noir dans la galaxie NGC 4151, à environ 62 millions d’années-lumière, et les restes d’une supernova, N132D, située à 160 000 années-lumière. Bien qu’elles diffèrent dans leur nature, ces deux entités sont dominées par du plasma, un gaz surchauffé qui émet des rayons X de haute énergie. XRISM, spécialisé dans l’observation de ces rayonnements, a permis aux astronomes de scruter les zones les plus turbulentes de l’Univers.

Le trou noir supermassif de NGC 4151

L’un des objets d’étude de XRISM était le trou noir supermassif de la galaxie NGC 4151. Ce dernier, dont la masse est 30 millions de fois supérieure à celle du Soleil, est une véritable énigme cosmique. L’objectif de XRISM était d’observer comment ce trou noir consomme la matière qui l’entoure. 

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Le télescope a fourni des informations cruciales sur le plasma qui orbite à environ 0,1 année-lumière du trou noir. Avant de plonger dans le trou noir, cette matière s’est progressivement déplacée vers l’intérieur jusqu’à une distance d’environ 0,001 année-lumière, soit à peu près la distance entre le Soleil et Uranus.

L’analyse des atomes de fer présents dans les rayons X émis par ce plasma a permis aux scientifiques d’identifier plusieurs structures autour du trou noir, notamment un disque d’accrétion et un tore de gaz et de poussières. Ces éléments étaient déjà observés par d’autres instruments, mais XRISM est le premier à capturer les mouvements et la forme du plasma.

La supernova N132D

La supernova N132D, beaucoup plus proche de nous que NGC 4151, se situe dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie naine proche de la Voie lactée. Bien que moins lointaine, son observation par XRISM n’en est pas moins fascinante. Les débris de cette étoile massive, qui a explosé il y a environ 3 000 ans, forment une « bulle » interstellaire de plasma. Contrairement aux attentes des scientifiques, ces débris n’ont pas une forme sphérique classique, mais plutôt une structure en forme de beignet.

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Les observations révèlent que ce plasma est projeté à une vitesse d’environ 4,2 millions de kilomètres par heure, soit 2 000 fois plus rapide qu’un avion de chasse moderne. Autre fait étonnant : la température de ce vestige de supernova atteint 10 milliards de degrés Celsius, une chaleur bien supérieure aux 15 millions de degrés du cœur de notre Soleil. Ces résultats peuvent offrir des indices précieux sur la manière dont les éléments créés au cœur des étoiles massives sont disséminés dans l’Univers lors des explosions stellaires. Ces éléments, une fois dispersés, sont ensuite intégrés dans la formation de nouvelles étoiles.

Depuis son lancement en septembre 2023, XRISM n’a cessé de prouver son efficacité. Les équipes de scientifiques ont travaillé sans relâche pour calibrer ses instruments et développer des techniques d’analyse innovantes. Ce travail a permis de produire des résultats impressionnants grâce à l’observation de 60 cibles majeures. Les premiers résultats de XRISM montrent clairement que ce n’est que le début de ses contributions à la recherche astronomique. Par ailleurs, le télescope James-Webb fait une découverte intrigante à l’aube de l’Univers.