Un black hole at the center of a galaxy plays a role in the galaxy’s death, eating up their surrounding dust and gas and not leaving enough matter behind for new stars to form. Gravity alone, however, is not strong enough to account for all this material transfer on its own.
Theories have proposed that magnetic fields could be helping gravity in feeding black holes, spooning matter in their direction. With the help of observations from the Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, or SOFIA, these theories have now been confirmed. By mapping out the shape of the magnetic fields in the central region of NGC 1097, a spiral galaxy, researchers discovered the magnetic fields assist in directing dust and gas toward the supermassive black hole at the galaxy’s center.
Gas streams outside and within the starburst ring (colorscale) of the spiral galaxy NGC 1097 follow the magnetic field, feeding the supermassive black hole with matter from the galaxy. Credit: NGC 1097: ESO/Prieto et al. (colorscale)
“We can, for the first time, analyze the effect of the magnetic field in the gas flows toward [the central] des régions de formation d’étoiles à l’aide de SOFIA et du centre de la galaxie à l’aide d’observations polarimétriques radio “, a déclaré Enrique Lopez-Rodriguez, auteur principal du récent article décrivant les champs magnétiques de NGC 1097 publié dans The Astrophysical Journal.
NGC 1097 possède une région d’intense formation d’étoiles vers son centre, connue sous le nom d’anneau de combustion d’étoiles. L’observation des champs magnétiques dans les zones très denses étant l’une des forces de SOFIA, Lopez-Rodriguez et son équipe ont utilisé SOFIA pour sonder les régions denses qui fusionnent dans l’anneau de combustion. Ces observations ont été complétées par des observations polarimétriques radio à l’intérieur de l’anneau, un autre type d’observation astronomique mieux adapté à l’étude des régions éparses.
Les chercheurs ont trouvé une différence frappante dans la morphologie des champs magnétiques entre les deux régions. Les observations de SOFIA montrent que le champ magnétique alimente en matière l’anneau de combustion, tandis que les observations polarimétriques radio montrent que le champ magnétique s’enroule en spirale vers le centre de la galaxie, alimentant le trou noir supermassif.
Cette figure montre l’orientation (lignes de courant) et la direction (lignes de courant animées) du champ magnétique dans l’anneau central de 1 kpc de la galaxie spirale NGC 1097 en utilisant les données des observations polarimétriques radio. Crédit : Lopez-Rodriguez et al.
Mais malgré cette différence frappante, les deux ne sont pas totalement déconnectés : L’étude prouve que les champs magnétiques de la galaxie contribuent à acheminer le gaz et la poussière vers le trou noir situé en son centre. Dans l’ensemble, les champs à grande échelle suivent la forme des bras spiraux de NGC 1097, canalisant la matière des bras vers l’anneau de combustion dans ses régions les plus internes, et de l’anneau de combustion plus profondément vers le trou noir, où il peut manger la matière.
Cela confirme que ce n’est pas seulement la gravité qui aide un trou noir à se nourrir de la matière de sa galaxie hôte, mais que les champs magnétiques jouent également un rôle.
“Nos observations fournissent également la preuve que les champs magnétiques situés à proximité des trous noirs au centre des galaxies actives peuvent provenir du champ magnétique à grande échelle de la galaxie hôte”, a déclaré Lopez-Rodriguez.
Cette première observation de champs magnétiques nourrissant des trous noirs permet de répondre à des questions essentielles sur la façon dont les galaxies évoluent et finissent par mourir.
Orientations du champ magnétique dans l’anneau de combustion de NGC 1097. Les lignes bleues indiquent les données dans l’infrarouge lointain obtenues par SOFIA, tandis que les lignes rouges et orange sont des observations polarimétriques radio. Le champ magnétique présente des configurations différentes aux longueurs d’onde de l’infrarouge lointain par rapport aux longueurs d’onde radio. Crédit : Lopez-Rodriguez et al.
Référence : “Extragalactic Magnetism with SOFIA (Legacy Program) – II : A Magnetically Driven Flow in the Starburst Ring of NGC 1097” par Enrique Lopez-Rodriguez, Rainer Beck, Susan E. Clark, Annie Hughes, Alejandro S. Borlaff, Evangelia Ntormousi, Lucas Grosset, Konstantinos Tassis, John E. Beckman, Kandaswamy Subramanian, Daniel Dale et Tanio Díaz-Santos, 17 décembre 2021, The Astrophysical Journal.
DOI : 10.3847/1538-4357/ac2e01
SOFIA est un projet conjoint de ;” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>NASA and the German Space Agency at DLR. DLR provides the telescope, scheduled aircraft maintenance, and other support for the mission. NASA’s Ames Research Center in California’s Silicon Valley manages the SOFIA program, science, and mission operations in cooperation with the Universities Space Research Association, headquartered in Columbia, Maryland, and the German SOFIA Institute at the University of Stuttgart. The aircraft is maintained and operated by NASA’s Armstrong Flight Research Center Building 703, in Palmdale, California.
