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Un trou noir transforme le coeur d'une galaxie

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L'observation dans différentes longueurs d'onde de la galaxie spirale M 77 vient de montrer comment un trou noir supermassif peut modeler le centre d'une galaxie.

Image composite de la galaxie M 77 en superposant des vues dans différentes longueurs d'onde. Le visible est observé par le télescope Hubble, le domaine radio par le VLA et les rayons X par le satellite Chandra. © Nasa/CXC/MIT/C. Canizares, D. Evans et al./STScI/NSF/NRAO/VLA

Située dans la constellation de la Baleine, à 50 millions d'années-lumière, la galaxie M 77 (appelée aussi NGC 1068) a été découverte par Pierre Méchain à la fin du XVIIIe siècle. Dans les années 1920 les astronomes ont été intrigués par l'extrême brillance du centre de la galaxie. Ils ont peu à peu élaboré un modèle dit du noyau actif : une région dense et lumineuse qui héberge un trou noir très massif, de un million à un milliard de masses solaires.

En observant M 77 dans le domaine visible, on est frappé par la brillance de son centre où siège un trou noir supermassif. Crédit CFHT

Plongée au cœur de la galaxie

Pour en savoir plus sur l'intérieur de M 77, il fallait pouvoir pénétrer le nuage de poussière interstellaire qui rend le cœur de la galaxie opaque quand on l'observe dans le domaine visible. C'est ce que se sont employés à obtenir les scientifiques à l'aide de plusieurs instruments.

  • Une caméra spéciale couplée au système d'optique adaptative NAOS (pour Nasmyth Adaptive Optics System) installée sur le Very Large Telescope (VLT) au Chili a fourni des informations en infrarouge, comme par exemple la mesure de la température du noyau évaluée à 1.200 kelvins.
  • Le réseau des 27 antennes du VLA (Very Large Array) au Nouveau-Mexique a été sollicité pour obtenir une image radio du plasma chaud qui entoure ce noyau, mettant ainsi en évidence un jet de matière alimenté par le trou noir.
  • Quant au télescope à rayons X Chandra, ses observations révèlent l'existence d'un vent très énergétique qui quitte le noyau de la galaxie à la vitesse vertigineuse de 1,6 million de kilomètres à l'heure.
Vus aux rayons X par l'observatoire Chandra, les vents énergétiques qui s'échappent du cœur de M 77 empêchent la naissance de nouvelles étoiles. Crédits Nasa/CXC/MIT/C. Canizares, D. Evans et al.

Un vent à l'énergie destructrice

L'origine de ce vent est sans doute à rechercher dans l'action du trou noir central qui aspire une partie du gaz qu'il a chauffé et en éjecte une autre partie. Ce vent énergétique s'échappe dans un volume en forme de cône, balayant sur son passage la poussière et le gaz qu'il rencontre, l'équivalent en une année de plusieurs fois la masse du Soleil qui est ainsi emportée à plus de 3.000 années-lumière du trou noir.

La présence de ce vent empêche par la même occasion la formation de nouvelles étoiles et contrarie l'évolution stellaire naturelle de la galaxie, un processus que les astronomes soupçonnaient déjà dans les galaxies actives et dont M 77 vient d'apporter la preuve.

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