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Les trous noirs «étincelants» intriguent les astronomes

Par Pierre, le 6 février 2021 — nasa — 4 minutes de lecture
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Une étude qui a examiné plus de 21 000 galaxies au cours d’une année a trouvé de jeunes trous noirs dont la luminosité change à une fréquence beaucoup plus élevée que prévu. La recherche, publiée dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society, est la première étude de «variabilité spectrale» à enregistrer comment la lumière dans les galaxies change d’intensité à différentes fréquences.

Compte tenu de leur taille, qui peut atteindre des dizaines de milliers d’années-lumière de diamètre, la luminosité des galaxies varie lentement et continuellement, au fil du temps bien au-delà de la vie d’une personne. Mais des chercheurs de l’Université Curtin en Australie ont trouvé une population de galaxies dont la lumière change beaucoup plus rapidement, en quelques années.

Au centre de la plupart des galaxies, il y a un trou noir supermassif – le nôtre s’appelle Sagittaire A * et se trouve à 27 700 années-lumière de la Terre. Certains d’entre eux sont «actifs», ce qui signifie qu’ils émettent beaucoup de rayonnement. De plus, ses puissants champs gravitationnels attirent la matière autour d’elle pour former un disque de plasma chaud orbital appelé «disque d’accrétion».

En tournant presque à la vitesse de la lumière, les particules de ce disque créent des champs magnétiques à haute énergie qui émettent des jets le long de l’axe de rotation du trou noir. En s’éloignant du trou noir, ces jets se transforment en gros nuages ​​en forme de champignon ou «lobes».

La radiogalaxie d’Hercule A et ses lobes en expansion. Image: NASA / ESA / NRAO

«Toute cette structure est ce qui constitue une radiogalaxie, ainsi appelée parce qu’elle émet beaucoup de rayonnement radiofréquence», expliquent Kathryn Ross et Natasha Hurley-Walker, co-auteurs de l’étude. Parce qu’ils ont des centaines, des milliers voire des millions d’années-lumière de diamètre, ces lobes mettent des siècles à montrer des changements dramatiques.

L’âge des galaxies

Certaines radio-galaxies ont des lobes plus petits et les astronomes pensent qu’ils appartiennent à des trous noirs à un jeune âge. Les scientifiques sont capables de différencier les nouvelles et anciennes galaxies par leur couleur: les radio-galaxies « bébés » apparaissent en bleu, « ce qui signifie qu’elles sont plus lumineuses aux fréquences radio plus élevées », expliquent les chercheurs. D’autre part, les galaxies radio anciennes et mourantes apparaissent en rouge et sont plus brillantes aux fréquences radio plus basses.

Dans l’enquête, l’équipe de Ross et Hurley-Walker a initialement identifié 554 jeunes radio-galaxies. Un an plus tard, en regardant la même section du ciel, 123 de ces corps célestes étaient plus brillants. « Quelque chose de plus d’une année-lumière en taille ne peut pas varier autant en luminosité en moins d’un an sans enfreindre les lois de la physique », disent les chercheurs. «Donc, soit nos galaxies étaient beaucoup plus petites que prévu, soit il se passait autre chose», ajoutent-ils.

Radiogalaxie Centaurus A, dont les couleurs verte, jaune et orange révèlent la position et le mouvement des nuages ​​de gaz. Image: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO); Y. Beletsky (LCO) / ESO

Les scientifiques proposent quelques explications. La variation de luminosité peut être le résultat d’un effet de scintillement – similaire à ce que l’atmosphère terrestre fait avec la lumière des étoiles (c’est pourquoi elles semblent «clignoter»). Dans le cas des trous noirs, cette lumière a traversé la Voie lactée pour atteindre les télescopes, donc à travers des nuages ​​de gaz et de poussière.

Une autre hypothèse est que notre planète est positionnée par rapport à ces galaxies de sorte que les particules de haute énergie libérées par le lobe se déplacent perpendiculairement à la Terre. Au lieu de voir de longs jets minces, nous voyons un minuscule point lumineux pointant directement ici.

Enfin, la variation de luminosité peut être un «rot» du trou noir. «Lorsque le trou noir supermassif central« rots »des particules supplémentaires, elles forment un amas se déplaçant lentement le long des jets. Au fur et à mesure que le cluster se propage vers l’extérieur, nous pouvons le détecter d’abord sur la radio bleue puis sur la radio rouge », expliquent les chercheurs.

Via: La conversation

Pierre

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“Parce que la science nous balance sa science, science sans conscience égale science de l’inconscience.” Derrière cette phrase qui vous a sans doute fait un nœud au cerveau, je vous promets de vulgariser au possible les sujets que je traite. La vulgarisation est la clé du partage et vous êtes au bon endroit.

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