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Récemment, une équipe internationale d’astronomes, de la mission américano-japonaise d’imagerie et de spectroscopie à rayons X (XRISM), a aperçu un trou noir supermassif caché au coeur d’une galaxie. Pour la première fois, ils l’ont vu en train de tirer une série de ce qui ressemblait à des balles de vent ultra-rapides dans la galaxie environnante. Explications.
Un tandem galactique
Les trous noirs supermassifs sont des mastodontes dont la masse est de plusieurs millions à plusieurs milliards de fois supérieure à celle de notre Soleil. Leur masse concentrée déforme tellement la structure de l’espace-temps que rien, pas même la lumière, ne peut échapper à leur attraction gravitationnelle.
Le sujet de l’étude de ces astronomes, dont les résultats ont été publiés dans la revue Nature, était le trou noir supermassif PDS 456, un noyau galactique actif situé à environ 2,18 milliards d’années-lumière de la Terre, dans la constellation du Serpent. Ils ont expliqué que l’énergie transportée par les balles de vent qu’il tirait « est bien plus importante que prévu et pourrait bouleverser notre compréhension de la façon dont les galaxies et leurs trous noirs centraux évoluent en tandem ».
Les chercheurs ajoutant : « Ces estimations défavorisent à la fois les modèles d’écoulement axés sur l’énergie et sur l’impulsion, qui supposent généralement qu’un vent homogène affecte le milieu interstellaire de la galaxie de manière sphériquement symétrique. »
L’influence des trous noirs sur les galaxies
Pour démêler ce lien entre galaxie et trou noir supermassif, les astronomes estiment qu’il est important de comprendre la nature des puissants flux de gaz expulsés autour des trous noirs comme un vent cosmique. Ils pensent que ces flux contribuent à l’évolution liée des trous noirs supermassifs et de leurs galaxies hôtes de deux manières :
- Premièrement : ils freinent la croissance des trous noir supermassifs en ralentissant l’afflux de matière dont ils peuvent se nourrir.
- Deuxièmement : ils injectent d’importantes quantités d’énergie dans leurs galaxies hôtes, ce qui a le potentiel de supprimer la formation d’étoiles.
Des flux de vents surpuissants
Dans leur étude, les chercheurs ont utilisé le XRISM pour observer les flux de vents provenant de PDS 456, et ont constaté qu’ils se déplaçaient à environ 20 à 30 % de la vitesse de la lumière. L’énergie transportée par ces vents est plus de 1 000 fois supérieure à celle transportée par les vents à l’échelle galactique. Cela suggère qu’ils pourraient jouer un rôle plus important qu’on ne le pensait.
Les astronomes ont finalement rapporté que les vents sont composés de cinq parties distinctes, chacune se déplaçant dans l’espace à des vitesses différentes. Selon eux, c’est ce qui explique que le gaz est soit éjecté périodiquement, comme une explosion de geyser, soit canalisé à travers des trous dans le milieu interstellaire environnant.
Par ailleurs, James-Webb détecte une activité inhabituelle dans le trou noir au centre de la Voie lactée.