Centaurus A est une galaxie active elliptique géante située à 12 millions d’années-lumière. En son cœur se trouve un trou noir avec une masse de 55 millions de soleils. Cette image montre la galaxie à des longueurs d’onde radio, révélant de vastes lobes de plasma qui s’étendent bien au-delà de la galaxie visible, qui n’occupe qu’une petite zone au centre de l’image. Les points à l’arrière-plan ne sont pas des étoiles, mais des radiogalaxies un peu comme Centaurus A, à des distances bien plus grandes. Crédit : Ben McKinley, ICRAR/Curtin et Connor Matherne, Louisiana State University
Les astronomes ont produit l’image la plus complète d’émission radio du supermassif actif le plus proche. trou noir vers la terre.
L’émission est alimentée par un trou noir central dans la galaxie Centaurus A, à environ 12 millions d’années-lumière.
Alors que le trou noir se nourrit de gaz tombant, il éjecte de la matière à une vitesse proche de la lumière, provoquant la croissance de «bulles radio» sur des centaines de millions d’années.
Vue de la Terre, l’éruption du Centaure A s’étend maintenant sur huit degrés dans le ciel, soit la longueur de 16 pleines lunes placées côte à côte.
Il a été capturé à l’aide du télescope Murchison Widefield Array (MWA) dans l’arrière-pays de l’Australie-Occidentale.
Centaurus A est une galaxie active elliptique géante située à 12 millions d’années-lumière. En son cœur se trouve un trou noir avec une masse de 55 millions de soleils. Cette image composite montre la galaxie et l’espace intergalactique environnant à plusieurs longueurs d’onde différentes. Le plasma radio est affiché en bleu et semble interagir avec le gaz chaud émettant des rayons X (orange) et l’hydrogène neutre froid (violet). Des nuages émettant de l’Halpha (rouge) sont également affichés au-dessus de la partie optique principale de la galaxie qui se situe entre les deux taches radio les plus brillantes. L’« arrière-plan » est aux longueurs d’onde optiques, montrant les étoiles de notre propre Voie lactée qui sont en fait au premier plan. Crédit : Connor Matherne, Louisiana State University (Optical/Halpha), Kraft et al. (rayons X), Struve et al. (HI), Ben McKinley, ICRAR/Curtin. (Radio)
La recherche a été publiée le 22 décembre 2021 dans la revue Astronomie de la nature.
L’auteur principal, le Dr Benjamin McKinley, du nœud de l’Université Curtin du Centre international de recherche en radioastronomie (ICRAR), a déclaré que l’image révèle de nouveaux détails spectaculaires de l’émission radio de la galaxie.
“Ces ondes radio proviennent de matériaux aspirés dans le trou noir supermassif au milieu de la galaxie”, a-t-il déclaré.
« Il forme un disque autour du trou noir, et au fur et à mesure que la matière se déchire en se rapprochant du trou noir, de puissants jets se forment de chaque côté du disque, éjectant la majeure partie de la matière dans l’espace, à des distances probablement supérieures à un million d’années-lumière.
“Les observations radio précédentes ne pouvaient pas gérer l’extrême luminosité des jets et les détails de la plus grande zone entourant la galaxie étaient déformés, mais notre nouvelle image surmonte ces limitations.”
Une vidéo montrant la radiogalaxie, Centaurus A, qui héberge le trou noir actif le plus proche de la Terre. La vidéo montre la taille apparente de la galaxie aux longueurs d’onde optiques, aux rayons X et submillimétriques de la Terre par rapport à la Lune. Il effectue ensuite un zoom arrière pour montrer l’énorme étendue des bulles environnantes observées aux longueurs d’onde radio. Les astronomes ont produit l’image la plus complète des émissions radio du trou noir supermassif le plus proche de la Terre.
Centaurus A est la galaxie radio la plus proche de la nôtre voie Lactée.
“Nous pouvons apprendre beaucoup de Centaurus A en particulier, simplement parce qu’il est si proche et que nous pouvons le voir avec autant de détails”, a déclaré le Dr McKinley.
« Pas seulement aux longueurs d’onde radio, mais aussi à toutes les autres longueurs d’onde de la lumière.
“Dans cette recherche, nous avons pu combiner les observations radio avec des données optiques et de rayons X, pour nous aider à mieux comprendre la physique de ces trous noirs supermassifs.”
La tuile 107, ou « the Outlier » comme on l’appelle, est l’une des 256 tuiles du MWA, située à 1,5 km du cœur du télescope. L’éclairage de la tuile et le paysage antique est la Lune. Crédit : Pete Wheeler, ICRAR
L’astrophysicien Massimo Gaspari, de l’Institut national italien d’astrophysique, a déclaré que l’étude corroborait une nouvelle théorie connue sous le nom d’« accrétion chaotique à froid » (ACC), qui émerge dans différents domaines.
« Dans ce modèle, des nuages de gaz froid se condensent dans le halo galactique et pleuvent sur les régions centrales, alimentant le trou noir supermassif », a-t-il déclaré.
« Déclenché par cette pluie, le trou noir réagit vigoureusement en renvoyant de l’énergie via des jets radio qui gonflent les lobes spectaculaires que nous voyons dans l’image MWA. Cette étude est l’une des premières à sonder de manière aussi détaillée le « temps » multiphasique du CCA sur toute la gamme d’échelles », a conclu le Dr Gaspari.
Le Dr McKinley a déclaré que la galaxie apparaît plus lumineuse au centre où elle est plus active et où il y a beaucoup d’énergie.
“Ensuite, c’est plus faible lorsque vous sortez parce que l’énergie a été perdue et que les choses se sont calmées”, a-t-il déclaré.
“Mais il existe des caractéristiques intéressantes où les particules chargées ont réaccéléré et interagissent avec des champs magnétiques puissants.”
Le directeur de la MWA, le professeur Steven Tingay, a déclaré que la recherche était possible grâce au champ de vision extrêmement large du télescope, à son superbe emplacement radio-silencieux et à son excellente sensibilité.
« Le MWA est un précurseur du Square Kilometer Array (SKA), une initiative mondiale visant à construire les plus grands radiotélescopes du monde en Australie occidentale et en Afrique du Sud », a-t-il déclaré.
« Le large champ de vision et, par conséquent, la quantité extraordinaire de données que nous pouvons collecter, signifie que le potentiel de découverte de chaque observation MWA est très élevé. Cela constitue un pas fantastique vers le SKA encore plus grand.
Référence : « Rétroaction et alimentation multi-échelles dans la radiogalaxie la plus proche Centaurus A » par B. McKinley, SJ Tingay, M. Gaspari, RP Kraft, C. Matherne, AR Offringa, M. McDonald, MS Calzadilla, S. Veilleux, SS Shabala, SDJ Gwyn, J. Bland-Hawthorn, D. Crnojević, BM Gaensler et M. Johnston-Hollitt, 22 décembre 2021, Astronomie de la nature.
DOI : 10.1038 / s41550-021-01553-3
Le Murchison Widefield Array est le MWA est géré et exploité par l’Université Curtin au nom d’un consortium international, et est situé sur l’Observatoire de radioastronomie de Murchison en Australie occidentale. L’observatoire est géré par le CSIRO, l’agence scientifique nationale australienne, et a été créé avec le soutien des gouvernements australien et d’Australie-Occidentale. Nous reconnaissons les Wajarri Yamatji comme les propriétaires traditionnels du site de l’observatoire.
Le Pawsey Supercomputing Research Center de Perth, une installation nationale de superinformatique de niveau 1 financée par l’État, a aidé à stocker et à traiter les observations MWA utilisées dans cette recherche.