En « prenant le pouls » d’un trou noir, des chercheurs de l’université de Groningue (Pays-Bas) ont découvert sur les jets de matière qu’il émet naissance dans la couronne de plasma qui se forme lorsqu’il accrète de la matière. © elen31, Adobe Stock
Sciences

Prendre le pouls d’un trou noir, des astronomes l'ont fait !

ActualitéClassé sous :trou noir , voie lactée , trou noir stellaire

[EN VIDÉO] « Prendre le pouls » d’un trou noir  Des chercheurs ont « pris le pouls » d’un trou noir stellaire dans la Voie lactée. Ils ont découvert comment celui-ci forme d’abord, lorsqu’il accrète de la matière, une couronne de plasma — symbolisée ici par les points rouges et bleus marquant les émissions de rayons X — avant d’émettre des jets radio depuis ses pôles — que l’on retrouve dans les pics de la courbe verte. © NOVAastronomieNL 

Pour tenter d'élucider un mystère vieux d'une vingtaine d'années, des astronomes ont voulu « prendre le pouls » du trou noir stellaire le plus massif qu'ils connaissent. Selon eux, les jets de matière qui s'échappent de ses pôles sont issus d'une couronne de plasma formée alors que le trou noir accrète de la matière.

Pour prendre son pouls, il suffit de palper une artère. L'artère radiale, le plus souvent. Celle qui passe sur l'intérieur de notre poignet. Une légère pression et l'on sent la pulsation du flux sanguin. Une pulsation qui trahit les battements de notre cœur. Mais comment prendre le pouls d'un trou noir ? C'est ce que des astronomes de l’université de Groningue (Pays-Bas) nous expliquent aujourd'hui.

Ils se sont tout particulièrement intéressés à GRS 1915 +105. Ce trou noir est situé à environ 36.000 années-lumière de notre Terre. Dans notre Voie lactée. C'est l'un des trous noirs stellaires les plus lourds connus des chercheurs. Il ne pèse pas moins de douze fois plus que notre Soleil. Et il a une compagne. Une étoile tout à fait classique.

Les chercheurs de l'université de Groningue, donc, ont collecté quinze années de données sur ce trou noir. Des données issues de plusieurs télescopes. Mais ils ont surtout pointé sur lui, tous les trois jours, le Rossi X-ray Timing Explorer, un télescope spatial de la Nasa qui opère dans les rayons X. Et mobilisé aussi les antennes du radiotélescope Ryle (Royaume-Uni). Le tout pour rassembler des informations à la fois sur les couronnes de plasma ultra chaud qui se forment autour des trous noirs accrétant de la matière et sur leur jet radio.

À gauche, la couronne de plasma qui se forme autour du trou noir lorsqu’il accrète de la matière et à droite, le jet de matière qui finit par s’échapper de ses pôles. © Mendez et al., Université de Groningue

D’abord une couronne puis un jet

Les astronomes comparent leur travail à celui d'un médecin qui prend le pouls de son patient. Ils soulignent en effet qu'à l'image du sang qui ne peut pas être en même temps dans l'oreillette et dans les ventricules, ils montrent aujourd'hui que la matière et l'énergie qui alimente le système ne peuvent pas se concentrer simultanément dans la couronne du trou noir et dans son jet.

Depuis une vingtaine d'années, la question se posait de savoir si les couronnes de rayons X et les jets radio observés sur des trous noirs ne correspondaient pas finalement à un seul et même phénomène. Et ce n'est qu'en mettant en relation des données sur des échelles de temps très différentes -- de la dizaine d'années à la seconde -- et à des niveaux d'énergie eux aussi très différents -- de la très haute énergie à la très basse -- que les astronomes de l'université de Groningue sont parvenus à une conclusion. Ces deux phénomènes se produisent l'un après l'autre. La couronne de rayons X se transformerait tout simplement en jet radio.

Mais le travail n'est pas terminé. Les chercheurs vont désormais devoir expliquer comment le rayonnement X qu'ils ont collecté en provenance de la couronne qui entoure le trou noir peut transporter plus d'énergie que ce qu'ils expliquent par la seule température de son disque d'accrétion. Peut-être grâce à l'existence d'un champ magnétique. Qui pourrait du même coup expliquer la formation des jets. Un mécanisme que les astronomes imaginent même, pourquoi pas, s'appliquer au trou noir supermassif qui se cache au cœur de la Voie lactée.

Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour. Toutes nos lettres d’information

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !