Le trou noir supermassif de notre galaxie a émis une lumière mystérieusement brillante

Le trou noir supermassif au cœur de la Voie Lactée, Sagittaire A*, est relativement calme.

Ce n’est pas un noyau actif, qui crache de la lumière et de la chaleur dans l’espace qui l’entoure ; la plupart du temps, l’activité du trou noir est faible, avec un minimum de fluctuations dans sa luminosité.

La plupart du temps. Récemment, des astronomes l’ont surpris en train de devenir soudainement 75 fois plus brillant avant de retomber à des niveaux normaux. C’est l’événement le plus brillant que nous ayons jamais vu venant de Sagittaire A* dans l’infrarouge proche.

“J’ai d’abord été très surpris, puis très enthousiaste”, a déclaré à ScienceAlert l’astronome Tuan Do de l’Université de Californie à Los Angeles.

“Le trou noir était si brillant que je l’ai d’abord confondu avec l’étoile S2, car je n’avais jamais vu Sagittaire A* aussi brillant. Au cours des quelques images suivantes, cependant, il était clair que la source était variable et devait être le trou noir. J’ai su presque tout de suite qu’il se passait quelque chose d’intéressant avec le trou noir.”

Mais alors quoi ? C’est ce que les astronomes ont pour mission de découvrir. Leurs résultats jusqu’à présent sont actuellement sous presse avec The Astrophysical Journal Letters.

Tuan Do et son équipe ont observé le centre galactique à l’aide de l’observatoire W.M. Keck à Hawaï pendant quatre nuits plus tôt cette année. L’étrange éclaircissement a eu lieu le 13 mai, et l’équipe a réussi à le capturer dans un laps de temps de deux heures, condensé à quelques secondes.

Ce point très brillant au début de la vidéo est la poussière et le gaz qui tourbillonnent autour de Sagittaire A*. Les trous noirs eux-mêmes n’émettent aucun rayonnement pouvant être détecté par nos instruments actuels, mais ce qui se trouve à proximité le fait lorsque les forces gravitationnelles du trou noir génèrent d’immenses frottements, produisant à leur tour un rayonnement.

Lorsque nous voyons ce rayonnement avec un télescope utilisant la portée infrarouge, il se traduit par la luminosité. Normalement, la luminosité de Sagittaire A* clignote un peu comme une bougie, variant de quelques minutes à quelques heures. Mais quand l’environnement d’un trou noir s’illumine à ce point, c’est un signe que quelque chose s’est peut-être rapproché suffisamment pour être saisi par sa gravité.

La première image – prise au tout début de l’observation – est la plus brillante, ce qui signifie que Sagittaire A* aurait pu être encore plus brillant avant le début de l’observation, a dit M. Do. Mais personne ne savait que quelque chose s’approchait suffisamment pour être avalé par le trou noir.

L’équipe s’affaire à recueillir des données pour tenter de les réduire, mais il y a deux possibilités immédiates. L’un est G2, un objet que l’on croit être un nuage de gaz qui s’est approché à 36 heures-lumière de Sagittaire A* en 2014. S’il s’agissait d’un nuage de gaz, cette proximité aurait dû le déchiqueter et certaines parties auraient été dévorées par le trou noir, mais rien ne s’est passé.

Plus tard, le défilé aérien a été qualifié de pétillement cosmique, mais les chercheurs croient que le spectacle de feux d’artifice du trou noir de mai a pu être une réaction retardée.

(Do et al., arXiv, 2019)

Mais – jetez encore un coup d’œil à l’intervalle de temps. Vous voyez ce point lumineux vers 11 heures du trou noir ? C’est Source S2, une étoile sur une longue orbite elliptique de 16 ans autour de Sagittaire A*. L’an dernier, elle s’est approchée le plus près possible, à 17 heures-lumière du trou noir.

“L’une des possibilités, a dit M. Do à ScienceAlert, est que l’étoile S2, lorsqu’elle est passée près du trou noir l’an dernier, a changé la façon dont le gaz s’écoule dans le trou noir, et de plus en plus de gaz y tombe, l’amenant à devenir plus variable.”

La seule façon de le savoir est d’avoir plus de données. Ils sont actuellement en cours de collecte, sur une plus large gamme de longueurs d’onde. D’autres observations auront lieu au cours des prochaines semaines avec l’Observatoire W.M. Keck au sol avant que le centre galactique ne soit plus visible la nuit de la Terre.

Mais de nombreux autres télescopes – dont Spitzer, Chandra, Swift et ALMA – ont également observé le centre galactique au cours des derniers mois. Leurs données pourraient révéler différents aspects de la physique du changement de luminosité et nous aider à comprendre ce que fait Sagittaire A*.

“J’attends avec impatience leurs résultats”, a dit Tuan Do.

L’article a été accepté dans The Astrophysical Journal Letters, et est disponible sur arXiv.

Lire aussi : Il pourrait y avoir 100 millions de trous noirs cachés dans la Voie Lactée

Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche

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