Les trous noirs supermassifs au centre de nombreuses galaxies pourraient ressembler davantage à des crêpes qu’à des beignets, les crêpes fumant lorsque les trous noirs en leur centre brûlent leurs bords intérieurs.
C’est ainsi que l’astronome Romain Petrov, de l’Université de la Côte d’Azur, a décrit les résultats obtenus par ses collègues dans un nouvel article publié mercredi dans le bulletin d’information de la Commission européenne. Nature. Cette découverte confirme et étend une théorie de longue date sur les noyaux actifs de galaxie, les centres extrêmement brillants de certaines galaxies qui seraient animés par des trous noirs supermassifs, et pourrait avoir des implications sur la façon dont nous comprenons notre propre existence.
“La coévolution entre le trou noir et la galaxie hôte – qu’est-ce qui était le premier, le trou noir ou la galaxie ? – a un fort impact sur l’évolution de la galaxie, y compris la formation d’étoiles dans cette galaxie”, a déclaré le Dr Petrov. “Un lien dans la chaîne d’événements qui conduit à l’existence de personnes qui peuvent discuter de ces questions”.
Le Dr Petrov et ses collègues ont utilisé l’instrument MATISSE (Multi-AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment) et le Very Large Telescope au Chili pour faire de nouvelles observations de la galaxie Messier 77, une galaxie spirale barrée située à environ 47 millions d’années-lumière de la Terre.
Messier 77 est l’une des galaxies les plus faciles à observer avec un noyau galactique actif et a servi de base à ce que l’on appelle le modèle unifié des noyaux galactiques actifs, selon lequel les différences de comportement observées entre les différents noyaux sont fonction de notre angle de vue lorsque nous les observons et de la mesure dans laquelle le trou noir central est caché par un tore de poussière et de gaz. Ce tore se forme lorsque la matière s’enroule en spirale vers l’intérieur pour alimenter le trou noir central, la matière tourbillonnant, se comprimant et libérant l’énorme quantité d’énergie qui rend les noyaux actifs de galaxie “actifs.”
Un nuage de gaz blanc est expulsé du centre de la galaxie active Messier 77, vraisemblablement par le trou noir supermassif qui se cache dans son noyau.
(Nasa)
Messier 77 est le noyau galactique actif canonique, son tore cachant le trou noir central de la vue directe, a déclaré le Dr Petrov, “ce qui en fait la pierre angulaire du modèle unifié des noyaux galactiques actifs qui explique une grande classe de phénomènes alors mystérieux avec un seul mécanisme.”
Mais en 2019, une équipe utilisant l’instrument GRAVITY à travers le Very Large Telescope a publié des résultats qui, selon le Dr Petrov, remettent en cause la géométrie acceptée de Messier 77, et donc le modèle unifié.
GRAVITY, comme MATISSE, est un instrument infrarouge, et l’équipe GRAVITY a conclu qu’elle pouvait voir le bord intérieur chaud du “beignet”, le tore qui devrait cacher le trou noir au centre de Messier 77.
Si vous voyez le bord intérieur du beignet, alors il ne peut pas cacher la structure centrale qui se trouve au milieu de ce “beignet”, a déclaré le Dr Petrov. “Alors le modèle unifié ne décrit pas correctement la cible qui a été utilisée pour proposer le modèle unifié”.
Mais GRAVITY est un instrument proche de l’infrarouge, sensible à la bande K, lumière infrarouge de longueur d’onde comprise entre 2 et 2,4 microns. MATISSE voit dans les bandes L, M et N, a noté le Dr Petrov, des longueurs d’onde entre 3 et 14 microns, qui sont plus sensibles au type de différences de température en question dans les observations de Messier 77. Les nouvelles observations menées par le Dr Petrov et ses collègues réfutent les prédictions de la collaboration GRAVITY concernant ce que l’on devrait voir avec MATISSE, a-t-il dit, et préservent ainsi le modèle unifié des noyaux galactiques actifs.
“Il favorise à nouveau le modèle unifié, avec une mise à jour : le tore de poussière cache bien la structure centrale en [Messier 77]mais elle ressemble davantage à une crêpe avec un trou central”, a déclaré M. Petrov. Et nous voyons des flux de matière au-dessus de cette “crêpe” – La source chaude centrale brûle les bords du trou dans la crêpe et nous voyons la fumée”, fumée qui est en fait de la poussière soufflée du bord intérieur du tore par le rayonnement intense du trou noir.
Le modèle unifié nouvellement renforcé peut maintenant être appliqué à l’étude d’autres noyaux actifs de galaxie, a déclaré le Dr Petrov, et aidera les astronomes dans leur tentative de comprendre comment les trous noirs et les galaxies évoluent ensemble, et ce que cela peut nous dire sur la formation des étoiles, la formation des planètes, et le développement de la vie elle-même.
En attendant, le Dr Petrov a d’autres questions spécifiques à Messier 77, comme par exemple de quoi est constituée la poussière au centre de ce noyau galactique actif ?
“Quel est exactement le processus de vent poussiéreux, la “fumée” au-dessus du trou central de la crêpe ?” a-t-il déclaré. “Cettepeuvent être obtenues à partir d’une résolution spectrale plus élevée avec MATISSE – des images dans des bandes spectrales beaucoup plus étroites – et nous travaillons à améliorer MATISSE pour le permettre. Je suis actuellement à l’Observatoire Paranal [in Chile] précisément pour cela”.
