Une équipe internationale de scientifiques rapporte la première détection d’un signal d’oscillation quasi-périodique dans la bande radio d’un système de trous noirs galactiques. —

Les trous noirs de masse stellaire avec des masses d’environ 10 soleils, par exemple, révèlent leur existence en mangeant des matériaux de leurs étoiles compagnes. Et dans certains cas, des trous noirs supermassifs s’accumulent au centre de certaines galaxies pour former des régions compactes brillantes appelées quasars avec des masses égales à des millions à des milliards de notre soleil. Un sous-ensemble de trous noirs de masse stellaire en accrétion qui peuvent lancer des jets de plasma hautement magnétisé sont appelés microquasars.

Une équipe internationale de scientifiques, dont l’astrophysicien de l’UNLV Bing Zhang, rapporte dans le numéro du 26 juillet de Nature une campagne d’observation dédiée sur le microquasar galactique baptisée GRS 1915+105. L’équipe a révélé des caractéristiques d’un système de microquasar qui n’avaient jamais été vues auparavant.

En utilisant l’énorme radiotélescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres (FAST) en Chine, les astronomes ont découvert pour la première fois un signal d’oscillation quasi-périodique (QPO) dans la bande radio à partir de n’importe quel système microquasar. Les QPO sont un phénomène que les astronomes utilisent pour comprendre comment fonctionnent les systèmes stellaires comme les trous noirs. Et bien qu’ils aient été observés dans les rayons X de microquasars, leur présence en dehors de cette manière – dans le cadre de l’émission radio du système – est unique.

“Le signal QPO particulier a une période approximative de 0,2 seconde, soit une fréquence d’environ 5 Hertz”, a déclaré Wei Wang, professeur à l’Université chinoise de Wuhan qui a dirigé l’équipe qui a fait la découverte. “Un tel signal n’existe pas toujours et n’apparaît que dans des conditions physiques particulières. Notre équipe a eu la chance d’attraper le signal deux fois – en janvier 2021 et juin 2022, respectivement.”

Selon Zhang de l’UNLV, directeur du Centre d’astrophysique du Nevada et l’un des auteurs correspondants de l’étude, cette caractéristique unique pourrait fournir la première preuve de l’activité d’un “jet” lancé par un trou noir de masse stellaire galactique. Dans certaines conditions, certains systèmes binaires de trous noirs lancent un jet – un mélange de faisceaux parallèles de matière chargée et d’un champ magnétique qui se déplace avec une rapidité proche de la vitesse de la lumière.

“Dans les systèmes de trous noirs d’accrétion, les rayons X sondent généralement le disque d’accrétion autour du trou noir tandis que les émissions radio sondent généralement le jet lancé depuis le disque et le trou noir”, a déclaré Zhang. “Le mécanisme détaillé pour induire une modulation temporelle dans un jet relativiste n’est pas identifié, mais un mécanisme plausible serait que le jet est une précession sous-jacente, ce qui signifie que la direction du jet pointe régulièrement vers différentes directions et revient à la direction d’origine une fois tous les 0,2 environ. secondes.”

Zhang a déclaré qu’un désalignement entre l’axe de rotation du trou noir et son disque d’accrétion (des gaz en rotation extrêmement chauds et brillants entourant le trou noir) pourrait provoquer cet effet, qui est une conséquence naturelle d’un déplacement de l’espace-temps près d’un trou noir en rotation rapide. .

“D’autres possibilités existent, cependant, et les observations continues de cette source et d’autres microquasars galactiques apporteront plus d’indices pour comprendre ces mystérieux signaux QPO”, a déclaré Zhang.