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Chandra : les trous noirs "piranhas"

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Les trous noirs galactiques se comportent comme des piranhas. Telle est du moins la conclusion apportée par Paul Martini de l'Ohio State University, un des membres de l'équipe chargée de l'examen des images fournies par le satellite d'observation en rayons X Chandra de la NASA.

Credit: NASA/CXC/OSU/P. Martini et al.

A l'aide de cet instrument, l'équipe a recensé les AGN (noyaux galactiques rendus actifs par la présence d'un trou noir supermassif) de deux amas de galaxies situés à 5,7 milliards d'années-lumière, CL 0542-4100 dans la constellation de la Colombe et CL 0848,6+4453 dans celle du Lynx. Ceux-ci sont observés tels qu'ils étaient alors que l'univers n'avait que 58 % de son âge actuel. Chacune de ces structures contient cinq AGN, bien que l'un de ceux-ci pourrait ne pas être membre de l'amas.

Comparant ce taux d'AGN avec celui observé dans d'autres amas bien plus proches de nous, donc plus anciens et correspondant à 82 % de l'âge de l'Univers, les scientifiques ont constaté que les jeunes amas contenaient environ vingt fois plus de noyaux actifs.

L'explication, qui est publiée dans la dernière livraison de l'Astrophysical Journal Letters, tient dans la nature même des trous noirs. Ceux-ci s'alimentent en effet de leur propre environnement, et surtout, dans le cas des jeunes galaxies, des gaz à partir desquels se forment les jeunes étoiles. Au fur et à mesure de leur vieillissement, le gaz se raréfie et les AGN deviennent moins actifs, leur trou noir central ayant tendance à "se faner", suivant l'expression de Paul Martini.

Des conséquences sur l'évolution des amas de galaxies

La découverte suggère qu'en remontant dans le temps, le nombre de ces galaxies actives devait être encore bien plus important. L'explication de cette décroissance au fil du temps, tient dans l'abondance de la matière dans l'univers. Les trous noirs galactiques absorbent goulûment, comme des piranhas, indiquent Martini et ses collaborateurs, le gaz qui les entoure. Au cours des milliards d'années, leur environnement vient à se raréfier d'autant qu'ils rejettent d'extraordinaires quantités de matière au loin.

Le professeur Jason Eastman, membre de l'équipe, indique "nous avons déjà observé d'énormes éruptions de matière par les AGN dans les amas galactiques voisins, mais ceux-ci sont calmes par rapport aux mêmes éruptions émises par les AGN, il y a dix milliards d'années par exemple. Leurs actions ont du influencer la structure même et l'évolution des amas galactiques".

En suivant le même raisonnement, les chercheurs prévoient que les amas galactiques d'âge intermédiaire devraient aussi compter un taux d'AGN intermédiaire, alors que les amas plus anciens en auraient beaucoup plus.

Une galaxie moyenne comporte environ 100 milliards d'étoiles, et un amas quelques centaines de galaxies, parfois beaucoup plus. Cependant, quelques-unes d'entre elles seulement comportent un trou noir en leur centre. Les galaxies, ou même les amas de galaxies, peuvent entrer en collision et fusionner. L'énergie produite est alors telle qu'elle vient en second lieu après le Big Bang, l'évènement qui a donné naissance à l'Univers.

Ci-dessous :

Ces deux amas galactiques ont été photographiés en rayonnement X par le télescope spatial Chandra. Le rouge correspond aux rayonnements X de faible énergie, le vert aux rayonnements X d'énergie moyenne et le bleu aux rayonnements de très haute énergie. Les AGN sont représentés en bleu, puisqu'ils émettent énormément de rayons X de très grande énergie.

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