Une vue d'artiste du disque froid de matière entourant le trou noir supermassif de la Voie lactée. © NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

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Un anneau de gaz froid encercle le trou noir au centre de la Voie lactée

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Le radiotélescope Alma a enfin permis de visualiser la part froide du disque d'accrétion entourant le trou noir central de 4 millions de masses solaires de la Voie lactée, Sagittarius A*.

La collaboration Event Horizon Telescope (EHT) a brillamment imagé M87* malgré une mauvaise surprise dans le cas de Sgr A*. Mais ce n'est que partie remise, nous devrions bientôt avoir des images du trou noir supermassif de la Voie lactée. Même la qualité et la résolution des images déjà prises avec M87* devraient rapidement s'améliorer. En attendant, l'un des radiotélescopes qui a contribué au succès de l'EHT, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma), nous aide déjà à préciser notre connaissance de l'environnement autour de Sgr A*.

Comme l'explique un article publié dans le journal Nature, une équipe d'astrophysiciens états-uniens a réussi à se servir d'Alma et de son regard dans le domaine des ondes radio millimétriques pour enfin révéler un disque relativement froid autour du trou noir supermassif de la galaxie, jusqu'à sonder des régions qui ne sont qu'à un centième d'année-lumière (c'est-à-dire environ 1.000 unités astronomiques) de son horizon des évènements. La température est relativement froide si on la compare à celle d'environ 10 millions de kelvins, qui est celle d'une enveloppe de plasma chaude de la taille de quelques années-lumière englobant Sgr A*. Car celle de ce disque, qui est aussi largement un plasma, est tout de même d'environ 10.000 kelvins.

Cette image prise dans le domaine millimétrique par Alma montre en fausse couleur un disque de matière autour de Sgr A*. L'effet Doppler est indiqué par du bleu pour le gaz qui s'approche de nous, et par du rouge quand il s'éloigne. © Alma (ESO/NAOJ/NRAO), E.M. Murchikova, NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello

Sgr A*, un laboratoire pour l'accrétion des trous noirs

Nous avions déjà des observations dans le domaine des rayons X rayonnés par de tels plasmas chauds occupant quelques années-lumière tout au plus autour de Sgr A*, mais jamais encore une image montrant clairement la présence du disque aujourd'hui révélé par Alma. L'instrument permet également de montrer et de mesurer des mouvements associés à ce disque et d'en évaluer la densité et la masse. On trouve ainsi qu'il contiendrait l'équivalent d'environ un dixième de la masse de Jupiter, ce qui fait tout de même de 100.000 à 1.000.000 d'atomes d'hydrogène et d'hélium par centimètre cube.

« Nous avons été les premiers à imager ce disque insaisissable et à étudier sa rotation », a déclaré l'astrophysicienne Elena Murchikova, membre de l'Institute for Advanced Study de Princeton, dans le New Jersey, et principale auteure de l'article. La chercheuse ajoute : « Nous sommes également en train de sonder le processus d'accrétion dans un trou noir supermassif. C'est important parce que c'est le plus proche de nous. Malgré cela, nous ne comprenons toujours pas bien le fonctionnement de cette accrétion. Nous espérons que ces nouvelles observations avec Alma nous aideront à révéler certains des secrets du trou noir ».

  • La façon dont l'accrétion de matière se produit autour d'un trou noir est une clé pour comprendre leur croissance.
  • De par sa taille et sa distance, le trou noir supermassif de la Voie lactée est un laboratoire pour observer et étudier ce processus.
  • Alma vient de révéler l'existence d'un grand disque d'accrétion relativement froid, et dans une région de quelques années-lumière tout au plus, entourant ce trou noir.
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