Derrière le voile d’un trou noir supermassif

Une observation sur le centre d’une galaxie voisine a révélé un lien surprenant entre la galaxie et le trou noir supermassif au centre. La galaxie est un exemple extrême d’un « AGN obscurci », un trou noir supermassif recouvert de gaz et de poussière.


Une observation sur le centre d'une galaxie voisine a révélé un lien surprenant entre la galaxie et le trou noir supermassif au centre. La galaxie est un exemple extrême d'un "AGN obscurci", un trou noir supermassif recouvert de gaz et de poussière.
Un vent de gaz chaud (en vert) ionisé qui est propulé par le trou noir supermassif au centre de la galaxie NGC 7582 - Crédit : Stefan Binnewies et Josef Pöpsel du Capella Observatory et Stephanie Juneau de la NOAO et de CEA-Saclay.

Les observations faites par une équipe internationale d’astronomes montrent que le émet un jet puissant qui est confiné par un composant de la galaxie. Ce dernier un anneau rotatif de gaz et de poussière d’un diamètre de 2 000 années-lumière. L’équipe, dirigée par Stephanie Juneau, astronome de la NOAO, estime que l’anneau contribue également à l’obscurité extrême du trou noir. Les résultats, présentés lors de la réunion de l’American Astronomical Society, offrent de nouvelles idées sur l’interaction entre les trous noirs supermassifs et leurs galaxies.

On estime que des trous noirs supermassifs se trouvent dans les centres de toutes les galaxies massives et ces trous noirs augmentent leur masse en se nourrissant de gaz et d’étoiles dans leur voisinage. Les analyses des rayons X cosmiques, qui enregistrent « l’historique de l’alimentation » des trous noirs, indiquent l’existence d’une population mystérieuse d’ obscurci (obscured AGN). Un est des trous noirs quasi entièrement recouvert de gaz et de poussière.

Pourquoi ces trous noirs sont-ils obscurcis ? L’obscurcissement est-elle liée à l’évolution du trou noir lui-même ou à l’évolution de sa galaxie ? On peut répondre à ces questions en comprenant la nature du matériau qui voile l’AGN.

De nouvelles observations de la galaxie NGC 7582, qui possède un AGN très obscurci, révèlent l’existence d’un jet puissant (en vert dans l’image) émis par son trou noir actif et il est caché par un anneau rotatif de gaz et de poussière d’un diamètre de 2 000 années-lumière au centre de la galaxie. En plus d’obscurcir le trou noir, l’anneau semble également jouer un rôle dans la focalisation ou la collimation du jet du trou noir.

Ces résultats surprenants suggèrent que l’AGN fortement obscurci peut se manifester de plusieurs façons. Si on estime que l’obscurcissement extrême ne peut être produit que par un tore compact (moins de quelques années-lumière) au voisinage immédiat du trou noir, ces nouveaux résultats montrent que de grandes quantités de poussière à une échelle beaucoup plus grande peuvent également voiler le trou noir.

L’existence de structures épaisses et poussiéreuses à l’échelle de la galaxie n’est pas si difficile à comprendre selon Lisa Kewley, co-auteure de l’étude : L’anneau obscurcissant peut résulter de la fusion de la galaxie avec un compagnon beaucoup plus petit. Les simulations de ces « fusions mineures » peuvent produire des anneaux intégrés.

On a également trouvé l’AGN obscurci dans les galaxies qui ont connu une fusion majeure (la fusion de deux galaxies équivalente à la Voie lactée) et qui semblent fortement perturbées. Avec des fusions mineures qui se produisent beaucoup plus fréquemment que les fusions majeures, il semble plausible qu’elles puissent être responsables d’une bonne partie des AGN très obscurcis.

Les résultats montrent également que les galaxies peuvent jouer un rôle dans la focalisation des jets des trous noirs. Selon Juneau : Nous avons un trou noir affamé au centre de cette galaxie qui émet également un jet puissant et potentiellement destructeur dans ses environs. Heureusement, la galaxie est capable de contenir la sortie et de diriger une grande partie de l’énergie hors de la galaxie.

Source : NOAO

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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