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Tous les trous noirs ont le même régime alimentaire

ActualitéClassé sous :Astronomie , The Astrophysical Journal , Sera Markoff

Une nouvelle étude, qui implique essentiellement le télescope spatial en rayons X Chandra mais aussi de nombreux autres observatoires terrestres et spatiaux, démontre que les trous noirs ont des propriétés semblables, quelle que soit leur taille.

La galaxie spirale M81. © Nasa/CXC/Wisconsin/D.Pooley & CfA/A.Zezas; Optical: Nasa/Esa/CfA/A.Zezas; UV: Nasa/JPL-Caltech/CfA/J.Huchra et al.

L'image présentée en bas d'article représente la galaxie spirale M81, située à environ 12 millions d'années-lumière de la Voie Lactée. Elle réunit les données de Chandra (en bleu), les données du télescope spatial Hubble en lumière visible (vert), celles du télescope spatial infrarouge Spitzer (rose) ainsi que celles en ultraviolet du télescope spatial Galex (pourpre). En médaillon figure un plan rapproché du centre de la galaxie réalisé par Chandra.

A cet endroit se trouve un trou noir super massif, représentant environ 70 millions de fois la masse de notre Soleil.

Cette étude de Sera Markoff et ses collègues, à paraître dans The Astrophysical Journal, présente les résultats d'une importante campagne d'observation d'un trou noir super massif en combinant toutes ces informations, mais aussi celles de télescopes optiques travaillant depuis la surface terrestre. Elle démontre que ce trou noir super massif s'alimente exactement comme ses homologues beaucoup plus petits, d'une dizaine de masses solaires seulement. L'observation confirme la théorie de la relativité d'Einstein qui prévoit que les trous noirs de toutes les tailles ont des propriétés similaires. La vérification de ce qui n'était jusqu'à présent qu'une hypothèse pourrait être utile à l'avenir pour définir les caractéristiques d'une nouvelle classe hypothétique de trous noirs.

Sur Terre, trois radiotélescopes ont uni leurs efforts pour apporter encore plus de précision à cette étude : le Giant Meterwave Radio Telescope, le Very Large Array et le Very Long Baseline Array, ainsi que deux télescopes millimètriques (l'Interféromètre du Plateau de Bure et le Submillimeter Array), ainsi que l'observatoire Lick dans l'optique. Leurs observations avaient notamment pour but d'éviter que les infimes variations apparentes d'éclat de M81 provoquées par les changements de taux de transmission de Chandra ne troublent les résultats. Ce dernier est en effet, à l'heure actuelle, le seul observatoire en orbite suffisamment sensible pour réussir à isoler le très faible rayonnement X d'un trou noir du reste de la galaxie qu'il occupe.

Le trou noir de M81 attire en permanence le gaz de la région centrale de la galaxie à très haute vitesse, ce qui produit, selon un modèle élaboré par Sera Markoff de l'Institut d'Astronomie de l'Université d'Amsterdam aux Pays-Bas et ses collègues, un faible disque de matière tournant autour de lui. Cette structure produit faiblement des rayonnements, essentiellement dans les domaines X et optique. Parallèlement, une région de gaz très chaud entourant le trou noir émettrait, selon le même modèle, essentiellement en ultraviolet et X, tandis que le trou noir lui-même contribue par l'intermédiaire de ses jets polaires en émission radio et X.

Des récepteurs extrêmement sensibles dans toutes ces fréquences sont nécessaires pour démêler toutes les émissions et ainsi isoler celles produites par le trou noir qui se recouvrent partiellement, et c'est précisément cela qui vient d'être fait.

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