Des scientifiques ont découvert un étrange trou noir tournant sur le côté, une découverte inattendue qui pourrait changer la façon dont les astronomes étudient les mystérieux trous cosmiques en réalité.
Dans une nouvelle étude publiée dans le journal Science, les scientifiques montrent pour la première fois un désalignement entre l’axe de rotation d’un trou noir et son axe orbital, une découverte qui pourrait changer notre compréhension de la formation et du comportement des trous noirs.
“Cette découverte remet en question les modèles théoriques actuels de formation des trous noirs”, a déclaré le professeur Svetlana Beryugina dans un communiqué. Astrophysicienne et directrice de l’Institut Leibniz de physique solaire, Mme Berdyugina a dirigé l’équipe internationale d’astronomes à l’origine de cet article.
MAXI J1820+070, le sujet de l’étude du Dr Berdyugina et de son équipe, est un système stellaire binaire composé d’un trou noir et d’une étoile compagnon située à environ 10 000 années-lumière de la Terre.
Souvent, la puissante gravité d’un trou noir commence à attirer la matière d’une étoile compagnon dans un tel système, et cette matière commence à s’aplatir et à s’enrouler en spirale en tombant dans le trou noir, comme l’eau qui s’écoule dans une canalisation.
Connu sous le nom de disque d’accrétion, cette spirale aplatie et tourbillonnante s’aligne sur le plan orbital du trou noir et de son étoile compagnon.
Mais contrairement à l’eau autour d’un drain, ce matériau tourbillonne si rapidement qu’il s’échauffe, émettant de la lumière et des rayons X.
Dans le cas de trous noirs comme celui de MAXI J1820+070, une partie des matériaux qui s’échappent est emportée par ce rayonnement, formant de puissants jets de matériaux qui s’éloignent du trou noir à une vitesse proche de celle de la lumière. Appelés jets relativistes, ces flux de matière sont émis le long de l’axe de rotation du trou noir.
Lorsque le Dr Berdyugina et son équipe ont étudié les jets relativistes et la lumière provenant de MAXI J1820+070, ils ont découvert que l’axe de rotation du trou noir ne correspondait pas à son axe orbital et à celui du disque d’accrétion : Les deux étaient désalignés d’au moins 40 degrés, une différence bien plus importante que ce que les scientifiques pensaient exister dans de tels systèmes stellaires.
Pour utiliser l’analogie limitée d’un drain de baignoire, c’est comme un drain qui est incliné de 40 degrés sur le côté au lieu d’être à plat dans le fond de la baignoire.
Les chercheurs pensent que le désalignement a dû se produire au moment de la formation du trou noir, car le processus d’accrétion rapproche généralement l’axe de rotation et l’axe orbital d’un trou noir.
Pour faire cette découverte, Mme Berdyugina et son équipe ont utilisé un instrument spécial de mesure de la lumière polarisée, l’angle de rotation de la lumière, installé sur le télescope optique nordique de La Palma, en Espagne. La mesure de la polarisation de la lumière provenant de MAXI J1820+070 et sa combinaison avec les mesures précédentes des jets relativistes du trou noir ont permis à l’équipe de mesurer avec précision le désalignement de l’axe de rotation et de l’axe orbital du trou noir.
A l’avenir, les scientifiques chercheront à savoir si des désalignements similaires existent dans d’autres systèmes d’étoiles binaires, ce qui pourrait obliger les astrophysiciens à mettre à jour leurs modèles de comportement des trous noirs.
“La détermination de l’orientation orbitale des trous noirs basée sur la polarisation ouvre une nouvelle voie pour comprendre leur formation et leur physique”, a déclaré le Dr Berdyugina dans un communiqué.
