Un télescope de la NASA révèle un jet de trou noir géant comme jamais auparavant

Les scientifiques sont sidérés par la vitesse incroyable.

Les particules projetées par un jet de trou noir supermassif semblent se déplacer à une vitesse proche de celle de la lumière – beaucoup plus vite que les scientifiques ne les avaient chronométrées auparavant, selon de nouvelles recherches.

Alors que la plupart des observations de trous noirs dans l'espace se font avec des radiotélescopes, une équipe de recherche a utilisé l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA pour étudier leurs jets sous un nouveau jour – littéralement. Ce qu’ils ont découvert avec le télescope à rayons X était surprenant.

« Nous avons montré une nouvelle approche pour étudier les avions à réaction, et je pense qu'il y a beaucoup de travail intéressant à faire », a déclaré David Bogensberger, auteur principal de l'étude, dans un communiqué.

Il y a 50 ans, les trous noirs n’étaient qu’une théorie – une solution mathématique farfelue à un problème de physique – et même les astronomes les plus pointus dans leur domaine n’étaient pas entièrement convaincus de leur existence.

Aujourd'hui, non seulement les trous noirs supermassifs sont reconnus par la science, mais ils sont également photographiés par une collection d'énormes antennes paraboliques synchronisées sur Terre. On pense que des trous noirs supermassifs, des millions voire des milliards de fois plus massifs que le Soleil, se cachent au centre de pratiquement toutes les grandes galaxies.

Ce que nous savons, c’est ceci : tomber dans un trou noir est automatiquement une condamnation à mort. Toute chose cosmique qui s’approche trop près atteint un point de non-retour. Mais les scientifiques ont observé quelque chose d'étrange au bord des disques d'accrétion des trous noirs, l'anneau de matière en rotation rapide autour du trou, comme le tourbillon d'eau autour du drain d'une baignoire : une infime quantité de cette matière peut soudainement être redirigée.

Lorsque cela se produit, des particules de haute énergie peuvent être projetées vers l'extérieur sous la forme d'une paire de jets, explosant dans des directions opposées, bien que les astronomes n'aient pas compris exactement comment elles fonctionnent. Les jets émettent des émissions radio importantes, mais il a également été observé qu'ils étaient étonnamment brillants dans les rayons X.

Bogensberger, chercheur postdoctoral à l'Université du Michigan, a donc décidé d'observer le trou noir au centre de Centaurus A, l'une des galaxies les plus brillantes du ciel, à environ 12 millions d'années-lumière de la Terre, en rayons X. Pour référence, une année-lumière équivaut à près de 6 000 milliards de milles.

En utilisant les données déjà capturées par l'observatoire spatial entre 2000 et 2022, Bogensberger a développé un algorithme informatique pour suivre les morceaux brillants à l'intérieur des jets que les astronomes appellent des nœuds. Suivre les nœuds pendant un laps de temps défini est un moyen de mesurer la vitesse.

Après avoir suivi un nœud en particulier, l’équipe a découvert qu’il voyageait à au moins 94 % de la vitesse de la lumière. C'était nettement plus rapide que ce que les scientifiques avaient vu dans les ondes radio, avec un nœud provenant du même jet de trou noir, se déplaçant à 80 % de la vitesse de la lumière. L'article a été publié dans The Astrophysical Journal.

Non seulement l’équipe a découvert des amas plus rapides dans la bande des rayons X, mais les données ont également montré que les nœuds les plus rapides n’étaient pas ceux les plus proches du trou noir, comme on le voit dans les ondes radio. Au lieu de cela, les nœuds les plus rapides étaient ceux situés autour de la région médiane des jets.

Qu’est-ce que tout cela signifie ? La réponse est un grand emoji haussant les épaules pour le moment, mais Bogensberger a l'intention d'utiliser sa méthode pour collecter davantage de données en observant les jets d'autres trous noirs supermassifs.

« Une clé pour comprendre ce qui se passe dans le jet pourrait être de comprendre comment différentes bandes de longueurs d'onde tracent différentes parties de l'environnement », a-t-il déclaré. « Maintenant, nous avons cette possibilité. »