Les trous noirs qui émettent des signatures lumineuses différentes sont en fait à des stades différents de leur cycle de vie, selon une nouvelle étude.
La recherche, publiée le mois dernier dans The Astrophysical Journalremet en question un modèle de trous noirs supermassifs qui les caractérise comme ayant tous les mêmes propriétés.
On pensait auparavant que ces trous noirs étaient le même type d’objets cosmiques vus sous des angles différents.
Les scientifiques, dont ceux du Dartmouth College aux Etats-Unis, ont déclaré que ces résultats pourraient permettre aux chercheurs de créer des modèles plus précis de l’évolution de l’univers et de mieux comprendre comment les trous noirs se développent.
Des études précédentes suggèrent que les trous noirs supermassifs sont au centre de presque toutes les grandes galaxies, y compris la Voie lactée, dévorant le gaz galactique, la poussière ainsi que les étoiles – et devenant parfois plus lourds que les petites galaxies.
Lorsque la matière poussiéreuse tombe dans ces trous noirs à des vitesses incroyables, ceux-ci s’illuminent et émettent des radiations dans l’infrarouge ou les rayons X qui éclipsent toute la galaxie hôte.
Les astronomes désignent les trous noirs supermassifs actifs au centre de leur galaxie hôte, qui se développent par accrétion de matière, sous le nom de noyaux galactiques actifs (NGA).
“Ces objets ont mystifié les chercheurs pendant plus d’un demi-siècle”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Tonima Tasnim Ananna, associée de recherche postdoctorale au Dartmouth College.
“Au fil du temps, nous avons émis de nombreuses hypothèses sur la physique de ces objets. Maintenant, nous savons que les propriétés des trous noirs obscurcis sont significativement différentes des propriétés des AGNs qui ne sont pas aussi bien cachés”, a déclaré le Dr Ananna.
Les scientifiques étudient les AGN depuis des décennies en évaluant leurs signatures lumineuses.
Depuis les années 1980, en analysant leurs signatures lumineuses dans la longueur d’onde des rayons X, ils ont supposé que les AGNs avaient généralement un anneau en forme de beignet – ou “torus” – de gaz et de poussière autour d’eux.
Les chercheurs pensent que les différentes luminosités et couleurs associées aux objets sont dues à l’angle d’observation des AGNs et à la quantité de gaz et de poussière qui obscurcit la vue.
Sur la base de cette croyance, la théorie unifiée des AGNs est devenue la compréhension prédominante, selon les scientifiques.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont évalué la vitesse à laquelle les trous noirs se nourrissent de matière spatiale ou leur taux d’accrétion.
Ils ont découvert que le taux d’accrétion ne dépend pas de la masse d’un trou noir, mais varie de manière significative en fonction de son obscurcissement par l’anneau de gaz et de poussière.
“Cela permet de soutenir l’idée que les structures de tore autour des trous noirs ne sont pas toutes identiques. Il existe une relation entre la structure et la façon dont elle se développe”, explique Ryan Hickox, professeur de physique et d’astronomie et co-auteur de l’étude.
La nouvelle recherche suggère que la quantité de poussière entourant un AGN est directement liée à son alimentation, indiquant qu’il existe des différences au-delà de l’orientation entre les différentes populations d’AGN.
Un trou noir en accrétion active souffle la poussière et le gaz et est plus susceptible d’apparaître plus lumineux, tandis qu’un AGN moins actif est entouré d’un tore plus dense et apparaît plus faiblement, ont déclaré les scientifiques.
“Dans le passé, on ne savait pas exactement comment la population des AGN obscurcis variait par rapport à leurs homologues non obscurcis, plus facilement observables. Cette nouvelle recherche montre définitivement une différence fondamentale entre les deux populations qui va au-delà de l’angle de vue”, a déclaré le Dr Ananna.
En connaissant la masse d’un trou noir et l’intensité de son alimentation, les scientifiques ont déclaré pouvoir déterminer à quel moment la majorité des trous noirs supermassifs ont connu la plus grande partie de leur croissance.
Les chercheurs pensent que les dernières découvertes résolvent une pièce essentielle du puzzle “d’où viennent les trous noirs supermassifs” et fournissent des informations précieuses sur l’évolution de ces entités cosmiques et de l’univers.
