Le Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy de la Nasa a permis de cartographier des champs magnétiques autour du trou noir supermassif de la Voie lactée. Ces champs canaliseraient le plasma autour de l'astre de telle sorte qu'ils ne facilitent pas l'absorption de matière, ce qui aide à comprendre pourquoi ce n'est pas un noyau actif de galaxie.
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La découverte des trous noirs supermassifs, ou pour le moins des astres que nous croyons occuper le centre de nombreuses galaxies, a été faite avec la découverte des quasars et plus généralement des noyaux actifs de galaxiesnoyaux actifs de galaxies. Nous avons de moins en moins de raisons de penser qu'il ne s'agit pas de trous noirs, surtout après le succès récent de la collaboration EHT qui a réussi à former une image de M87*. Mais les astrophysiciensastrophysiciens savent bien que la cause n'est pas encore complètement entendue et ils travaillent pour réfuter les derniers doutes à ce sujet.
Toujours est-il que nous ne sommes pas très sûrs de ce qui fait qu'un trou noir supermassif est actif ou pas. Il est clair que cela n'est possible que lorsqu'il absorbe de grandes quantités de matière mais les observations sont parfois énigmatiques. On devrait ainsi assister à l'allumage d'un quasar lorsque deux galaxies sont en fusionfusion car, alors, du gazgaz frais devrait alimenter l'ogre central. Mais ce n'est pas toujours ce que l'on voit, de sorte qu'il doit y avoir des facteurs qui parfois limitent le processus d'accrétionaccrétion. Mais lesquels ?
On peut raisonnablement penser qu'intervient bien sûr la pressionpression du rayonnement produit par le plasma chaud du disque d'accrétiondisque d'accrétion d'un trou noir. Mais il existe encore une autre force dans le cosmoscosmos observable qui peut limiter l'accrétion sans qu'il y ait un torrenttorrent de rayonnement : des champs magnétiqueschamps magnétiques.
Des champs magnétiques canalisant le flot du plasma
De tels champs doivent exister en relation avec les courants électriquescourants électriques parcourant le plasma turbulent dans l'environnement d'un trou noir, qu'il soit en mode quasar ou quasi inactif comme cela semble bien être le cas pour le trou noir central de notre Voie lactéeVoie lactée. Mais, comment mettre en évidence ces champs magnétiques et leurs effets sur le taux d'accrétion des trous noirs supermassifs puisqu'ils ne rayonnement pas, en tout cas pas directement ?
Il y a plusieurs moyens, comme l'effet Faraday qui se manifeste sous la forme d'un changement de la polarisation de la lumièrelumière traversant une région où règne un champ magnétique. Mais il existe d'autres méthodes indirectes, comme le prouve le travail de l'astrophysicienne Joan Schmelz et de ses collègues qui ont utilisé l'instrument HAWC+, équipant le célèbre Stratospheric Observatory for Infrared AstronomyStratospheric Observatory for Infrared Astronomy (Sofia), de la NasaNasa, pour observer Sgr A*Sgr A*.
L'objectif était de mesurer et de cartographier les émissionsémissions de lumière polarisées dans l'infrarougeinfrarouge proche, autour de notre trou noir supermassif. Les caractéristiques de ces émissions sont liées à celles des poussières qui s'orientent perpendiculairement aux lignes de champs magnétiques dans la région de notre Galaxie entourant Sgr A*. Il devient donc possible de cartographier, dans une certaine mesure, ces lignes de champs et de déterminer des intensités.
D'après les astrophysiciens, on constate alors que ces champs magnétiques canalisent le plasma dans le disque d'accrétion en exerçant des forces sur les mouvementsmouvements des particules chargées le composant, de telle sorte que le flot de matière a plutôt tendance à rester en orbiteorbite et à ne pas plonger en direction du trou noir central. Or, la matière s'échauffe d'autant plus dans le disque qu'elle se rapproche de l'horizon du trou noir et de sa fameuse ergosphère. De fait, le magnétismemagnétisme va agir comme un inhibiteur d'accrétion, et donc limiter l'alimentation en énergieénergie de la machinerie à produire du rayonnement qui est associée à un trou noir de Kerr en rotation, entouré d'un disque d'accrétion.
Le trou noir supermassif de la Voie lactée ne serait donc pas, pour le moment en tout cas, un noyau actif de galaxie à cause des champs magnétiques actuellement à l'œuvre autour de lui.
Ce qu’il faut
retenir
- Les trous noirs supermassifs deviennent des noyaux actifs de galaxies et même des quasars quand ils accrétent et absorbent de grandes quantités de matière.
- On cherche à mieux comprendre pourquoi le trou noir Sgr A* de la Voie lactée n'est que peu actif.
- Des mesures indirectes des champs magnétiques produits dans son disque d'accrétion contenant du plasma donnent un élément de réponse.
- Ces champs canalisent en orbite le plasma, limitant sa capacité à chuter vers le trou noir et donc à chauffer et à libérer de l'énergie gravitationnelle convertie en rayonnements.
