Des astronomes percent le mystère des « rots » des trous noirs

En étudiant le festin d’une vingtaine de trous noirs supermassifs, des astronomes ont mis en évidence deux phases distinctes, permettant d’expliquer leurs violents jets de matière, souvent comparés à des rots cosmiques.

Éructations cosmiques

Les trous noirs sont des objets remarquablement denses, présentant une frontière, connue sous le nom « d’horizon des évènements », à partir de laquelle rien, pas même la lumière ne peut échapper à leur monstrueuse attraction gravitationnelle. Pourtant, les observations réalisées au fil des décennies ont montré qu’il s’agissait de véritables « goinfres », ayant tendance à recracher violemment une partie de leur repas stellaire.

Lire aussi À 64 années-lumière de la Terre, cette planète bleue doit sa couleur à une atmosphère chargée en silicates

« Nous savons que seule la moitié de la masse d’une étoile déchiquetée par un trou noir finira par être avalée par celui-ci », explique Adelle Goodwin, de l’université Curtin. « Le reste est projeté dans le cosmos sous forme de jets, que l’on pourrait comparer à des rots et qui, dans le cas des objets les plus massifs, sont suffisamment puissants pour influencer le destin d’une galaxie. »

De façon intrigante, il s’avère que de telles éructations peuvent intervenir entre un et cinq ans après la « spaghettification » d’une étoile. Afin d’en savoir plus, Goodwin et ses collègues ont utilisé différents radiotélescopes afin d’examiner une vingtaine de ces événements de rupture par effet de marée, impliquant des trous noirs supermassifs, monstres cosmiques nichés au cœur de la plupart des galaxies et dont la masse se révèle des centaines de milliers à des milliards de fois supérieure à celle du Soleil.

Les schémas d’ondes radio ont permis de préciser la propagation de ces flux de matière, révélant deux phases d’éructation distinctes au cours de leur cycle d’accrétion : une première lors du pic de leur frénésie alimentaire, et une seconde intervenant plusieurs centaines, voire milliers de jours après que l’astre a été « croqué », lorsque la quantité de matière engloutie ne représente pas plus de 2 % de ce taux maximal.

Lire aussi Une étude révèle que Mercure rétrécit encore plus rapidement que prévu

Implications

Selon les auteurs de la nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Astronomy, les observations antérieures de monstres cosmiques de masse stellaire, 10 à 50 fois plus massifs que le Soleil, cadrent étroitement avec ce schéma, indiquant un même cycle pour l’ensemble des trous noirs.

« Cette découverte va nous permettre de prédire avec précision le moment où ces jets seront émis, ce qui permettra notamment d’optimiser le temps d’observation précieux des télescopes », se réjouit Goodwin.

Plus globalement, ces résultats apportent un nouvel éclairage sur la manière dont les trous noirs supermassifs interagissent avec la matière qui les entoure, ainsi que leur rôle dans l’évolution de leur galaxie hôte.

Lire aussi Sophie Adenot rentre de l’ISS : ce que huit mois et 200 expériences changent sur Terre

L’an passé, des chercheurs avaient assisté au violent réveil d’un trou noir.