Un trou noir supermassif crache un jet de matière dans une image inédite

Hibou Gourou

En plus d'attirer tout ce qui se rapproche d'eux, les trous noirs peuvent parfois expulser de la matière à des vitesses très élevées. Lorsque des nuages ​​de poussière et de gaz s'approchent de l'horizon des événements d'un trou noir, une partie tombe vers l'intérieur, mais une partie peut être redirigée vers l'extérieur en rafales très énergétiques, ce qui entraîne des jets de matière spectaculaires qui jaillissent à des vitesses proches de la vitesse de la lumière. Les jets peuvent se propager sur des milliers d'années-lumière, un jet émergeant de chacun des pôles du trou noir dans un phénomène que l'on pense être lié à la rotation du trou noir.

Les scientifiques observant le noyau radio compact de M87 ont découvert de nouveaux détails sur le trou noir supermassif de la galaxie. Dans la conception de cet artiste, le jet massif du trou noir est vu s'élever du centre du trou noir. Les observations sur lesquelles cette illustration est basée représentent la première fois que le jet et l'ombre du trou noir ont été imagés ensemble, donnant aux scientifiques de nouvelles informations sur la façon dont les trous noirs peuvent lancer ces puissants jets.
Les scientifiques observant le noyau radio compact de M87 ont découvert de nouveaux détails sur le trou noir supermassif de la galaxie. Dans la conception de cet artiste, on voit le jet de matière massif du trou noir s'élever du centre du trou noir. Les observations sur lesquelles cette illustration est basée représentent la première fois que le jet et l'ombre du trou noir ont été imagés ensemble, donnant aux scientifiques de nouvelles informations sur la façon dont les trous noirs peuvent lancer ces puissants jets. S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Certains des plus gros jets de l'univers connu proviennent des énormes trous noirs au centre des galaxies, appelés trous noirs supermassifs. Et maintenant, pour la première fois, les astronomes ont imaginé un trou noir supermassif expulsant un tel jet. Le trou noir en question est le célèbre trou au cœur de la galaxie Messier 87, connue pour être le premier trou noir jamais imagé par une collaboration appelée Event Horizon Telescope (EHT). En utilisant un partenariat similaire de télescopes à travers le monde, les astronomes ont pu capturer ce trou noir monstre crachant de la matière dans un jet.

Cette image montre le jet et l'ombre du trou noir au centre de la galaxie M87 ensemble pour la première fois. Les observations ont été obtenues avec les télescopes du Global Millimeter VLBI Array (GMVA), du Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), dont l'ESO est partenaire, et du Greenland Telescope. Cette image donne aux scientifiques le contexte nécessaire pour comprendre comment se forme le puissant jet. Les nouvelles observations ont également révélé que l'anneau du trou noir, montré ici dans l'encart, est 50% plus grand que l'anneau observé à des longueurs d'onde radio plus courtes par le télescope Event Horizon (EHT). Cela suggère que dans la nouvelle image, nous voyons plus de matière qui tombe vers le trou noir que ce que nous pourrions voir avec l'EHT.
Cette image GMVA + ALMA montre le jet et l'ombre du trou noir de M87 ensemble pour la première fois, donnant aux scientifiques le contexte nécessaire pour comprendre où le jet puissant s'est formé. Les nouvelles observations ont également révélé que l'anneau du trou noir, illustré dans l'encart, est 50 % plus grand que ce que les scientifiques croyaient auparavant. R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Les observations ont également donné une nouvelle vision du trou noir lui-même. "L'imagerie EHT originale n'a révélé qu'une partie du disque d'accrétion entourant le centre du trou noir. En changeant les longueurs d'onde d'observation de 1,3 millimètres à 3,5 millimètres, nous pouvons voir davantage le disque d'accrétion, et maintenant le jet, en même temps", a déclaré l'un des chercheurs, Toney Minter, dans un communiqué . "Cela a révélé que l'anneau autour du trou noir est 50% plus grand que ce que nous pensions auparavant."

Les observations ont été prises avec des radiotélescopes, y compris des réseaux puissants comme le Global mm-VLBI Array (GMVA) et le Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), qui utilisent de nombreuses paraboles plus petites travaillant ensemble pour regarder des sources radio très éloignées. En combinant les efforts de différents observatoires, les astronomes ont pu mieux voir ce fameux trou noir. Ils savaient que le trou noir émettait des jets, mais ils ne savaient pas exactement comment ni où ces jets se formaient.

"Ces résultats ont montré – pour la première fois – où le jet se forme. Avant cela, il y avait deux théories sur leur origine », a déclaré Minter. "Mais cette observation a en fait montré que l'énergie des champs magnétiques et des vents travaillent ensemble."

Cela aide les scientifiques à comprendre le processus par lequel les jets sont créés, ce qui implique les champs magnétiques autour du noyau du trou noir et les vents qui soufflent à travers le disque de matière autour du trou noir, appelé disque d'accrétion. Pour en savoir plus sur ce processus, les chercheurs souhaitent effectuer davantage d'observations à l'aide du réseau mondial de télescopes.

"Nous prévoyons d'observer la région autour du trou noir au centre de M87 à différentes longueurs d'onde radio pour étudier plus avant l'émission du jet", a déclaré Eduardo Ros de l'Institut Max Planck de radioastronomie dans un autre communiqué . "Les années à venir seront passionnantes, car nous pourrons en savoir plus sur ce qui se passe près de l'une des régions les plus mystérieuses de l'univers."