Selon des chercheurs de l’université Keio (Japon), le disque d’accrétion du trou noir supermassif au centre de la Voie lactée est le lieu de points chauds qui pourraient produire le type d’émissions millimétriques quasi périodique observé par le Grand réseau d’antennes millimétrique/submillimétrique de l’Atacama (Alma - Chili). © Université Keio
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Le trou noir au centre de la Voie lactée clignote

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[EN VIDÉO] Découverte du trou noir le plus proche de la Terre  À partir d’observation d’un système triple, une équipe d’astronomes a découvert de façon fortuite l’existence d’un trou noir de petite taille. Situé à seulement 1.000 années-lumière de la Terre, il est le trou noir le plus proche jamais détecté et ne représente pas un danger pour la Terre. 

Des étoiles qui dansent autour de lui. Des éclats d'émissions infrarouges. D'étranges objets en orbite autour de lui. Sagittarius A*, le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée n'en finit pas de surprendre les astronomes. Et aujourd'hui encore. Il semblerait en effet que Sagittarius A* ait décidé de nous faire de l'œil...

C'est en tournant Alma, le Grand réseau d'antennes millimétrique/submillimétrique de l'Atacama (Chili), vers le centre de la Voie lactée que des astronomes de l’université Keio (Japon) ont fait une nouvelle découverte étonnante. Un signal radio comme un clignotement. Et qui semble bien provenir de Sagittarius A*, le trou noir supermassif -- sa masse est estimée à quatre millions de fois celle du Soleil -- installé dans cette région de notre Galaxie.

Les astronomes savaient déjà que Sagittarius A* (Sgr A*) était le lieu de sortes de clignotements d'ondes millimétriques. Plutôt des vacillations, d'ailleurs. Plus importantes et plus lentes que des clignotements. Qui avaient aussi été observées dans l'infrarouge et les rayons X. Mais cette fois, Alma leur fournit des données plus précises que jamais du phénomène. La variation de l'intensité de ces ondes a été enregistrée pendant 10 jours, 70 minutes par jour.

Il semblerait bien que notre tour noir supermassif... nous « fasse de l'œil » ! En effet, deux tendances se sont dessinées sous la forme de variations quasi périodiques des émissions sur une échelle de temps typique de 30 minutes et des variations plus lentes, d'une heure environ. Le résultat, imaginent les chercheurs, de phénomènes exotiques qui se produisent au voisinage de Sagittarius A*.

La variation des émissions millimétriques de Sagittarius A* détectée avec Alma. Les différents points de couleur montrent le flux à différentes fréquences (bleu : 234,0 GHz, vert : 219,5 GHz, rouge : 217,5 GHz). Des variations avec une période d’environ 30 minutes sont visibles sur le diagramme. © Y. Iwata et al., Université Keio

Un signal venant du bord intérieur du disque d’accrétion

Car le trou noir en lui-même n'émet aucun rayonnement. Toutes les émissions observées proviennent de son disque d’accrétion. Un disque qui se forme lorsque la matière est attirée par un trou noir. Elle n'y tombe pas directement, mais se met à tourner autour, d'autant plus vite qu'elle s'approche de l'objet supermassif.

Le clignotement observé serait ainsi issu du bord le plus intérieur du disque d'accrétion de Sagittarius A*. Une question de rapprochement entre période orbitale de cette zone du disque et période de variation des signaux enregistrés par Alma : 30 minutes. Cette région est tellement proche de l'objet supermassif -- plus proche que l'orbite de Mercure de notre Soleil -- que les gaz et les débris qui s'y trouvent tournent à une vitesse proche de celle de la lumière.

Compte tenu de la masse colossale de Sagittarius A*, son effet gravitationnel sur cette région de son disque d'accrétion est extrême. Résultat : il s'y formerait des sortes de points chauds, comme si le disque d'accrétion s'embrasait par endroits. Ceux-ci émettraient alors les ondes millimétriques et submillimétriques observées par Alma. Et lorsque ces points chauds se déplacent dans notre direction, le clignotement apparaît amplifié.

Surprendre le moment où le gaz est absorbé par le trou noir

Le phénomène pourrait affecter les tentatives des astronomes d'imager Sagittarius A* à l'aide de l'Event Horizon Telescope. Mais il pourrait aussi les aider à mieux comprendre les trous noirs et la façon dont la matière s'accumule autour de leur centre. « Plus le mouvement est rapide, plus il est difficile de prendre une photo de l'objet, explique Tomoharu Oka dans le communiquéMais les clignotements observés fournissent un aperçu du mouvement du gaz. Une campagne de surveillance à long terme avec Alma pourrait nous permettre de surprendre le moment où le gaz est absorbé par le trou noir ».

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