Les amas de galaxies sont le siège de champs magnétiques dont la nature reste mystérieuse. En observant des jets de plasma émis par un trou noir supermassif, des chercheurs pensent aujourd’hui avoir trouvé une nouvelle manière d’étudier ces environnements difficiles d’accès. Ils ouvrent comme une nouvelle fenêtre sur l’Univers.

La constellationconstellation de la Colombe est une petite constellation de l'hémisphère sudhémisphère sud. À 600 millions d'années-lumièreannées-lumière de la Terre, s'y cache une galaxie nommée MRC 0600-399. Et en son cœur, un trou noir supermassif qui engloutit de la matièrematière à un rythme fou. Expulsant des jets de plasma à des centaines de milliers, voire des millions d'années-lumière. Des jets, dans le cas particulier de MRC 0600-399, très étrangement courbés.

Si étrangement que des chercheurs de l’Observatoire astronomique national du Japon (Naoj) ont décidé de les étudier. Grâce aux images haute définition fournies par le puissant radiotélescope MeerKAT, en Afrique du Sud. Celles-ci ont confirmé que les jets de plasma de MRC 0600-399 se plient à près de 90°. Mais elles ont aussi montré des régions diffuses d'émissionémission radio des deux côtés du point où les jets se courbent, formant une sorte de T.

Les physiciensphysiciens suggèrent aujourd'hui que les jets de plasma observés au cœur de MRC 0600-399 pourraient les renseigner sur les champs magnétiqueschamps magnétiques complexes dans lesquels baignent les galaxies de l'amas Abell 3376 - qui abrite MRC 0600-399. Leurs simulations montrent en effet que la forme de ces jets peut être reproduite en supposant qu'ils entrent en collision avec une couche courbe d'un puissant champ magnétique impénétrable. Une collision chaotique et désordonnée qui ressemblerait à celle d'un jet d'eau rencontrant une surface solidesolide.

Sur ces images, les jets de plasma courbés émis par le trou noir supermassif au centre de la galaxie MRC 0600-399. À gauche, l’image obtenue par le radiotélescope MeerKAT (Afrique du Sud). À droite, celle obtenue par la simulation. © Chibueze, Sakemi, Ohmura et <em>al.</em> (Image MeerKAT) ; Takumi Ohmura, Mami Machida, Hirotaka Nakayama, 4D2U Project, Naoj (image Aterui II)
Sur ces images, les jets de plasma courbés émis par le trou noir supermassif au centre de la galaxie MRC 0600-399. À gauche, l’image obtenue par le radiotélescope MeerKAT (Afrique du Sud). À droite, celle obtenue par la simulation. © Chibueze, Sakemi, Ohmura et al. (Image MeerKAT) ; Takumi Ohmura, Mami Machida, Hirotaka Nakayama, 4D2U Project, Naoj (image Aterui II)

Les jets de plasma comme outils pour caractériser les champs magnétiques

Ces champs magnétiques seraient le résultat de processus en cours au cœur de l'amas de galaxiesamas de galaxies. Un nuagenuage de gazgaz froid aurait été éjecté à une vitessevitesse supersonique du centre d'Abell 3376, allant englober MRC 0600-399 et sa galaxie voisine et formant une queue sous l'effet de la pressionpression du gaz chaud dans l'amas. Cette même pression serait à l'origine des champs magnétiques qui drapent MRC 0600-399 et qui empêchent le nuage froid de se dissiper.

Mais une autre réalité peut se cacher derrière les observations des chercheurs. MRC 0600-399 pourrait être en train de tomber vers le centre de son amas de galaxies. Les jets de plasma émis par son trou noir supermassif seraient alors pliés par une pression agissant dans la direction opposée à son mouvementmouvement. Mais les figures en forme de T resteraient difficiles à expliquer sans faire intervenir des champs magnétiques.

Voir aussi

Le premier trou noir photographié semble avoir des jets qui dépassent la vitesse de la lumière

Si les chercheurs ont vu juste, la découverte est de taille. D'une part, car elle met en lumière la présence de champs magnétiques puissants au cœur même des amas de galaxies comme Abell 3376. D'autre part, car elle permet d'envisager les jets émis par les trous noirs supermassifs comme des outils pour étudier ces environnements mystérieux et difficiles d'accès. Et mieux comprendre la dynamique des gaz dans la formation des amas de galaxies.