Un engin spatial de la NASA aide à résoudre un autre mystère concernant les trous noirs

Un blazar est l’un des objets les plus brillants du ciel.

En gros, ce sont des trous noirs supermassifs alimentés par de la matière tourbillonnant autour d’eux dans des disques, qui produisent deux puissants jets, chacun perpendiculaire au disque.

Les scientifiques estiment qu’il existe 40 milliards de milliards de trous noirs dans l’univers connu. Bien sûr, le nombre exact est difficile à obtenir. Ce que nous savons d’eux relève essentiellement de la théorie. En effet, les trous noirs font partie des objets cosmiques les plus insaisissables et les plus mystérieux. Ce n’est que récemment que les scientifiques ont réussi à photographier un trou noir, en prenant une image de son disque d’accrétion. Les trous noirs sont très difficiles à repérer car ils exercent une attraction gravitationnelle si puissante que rien, pas même la lumière, ne peut s’en échapper.

Flamboyant dans le ciel

Les trous noirs aiment cependant se montrer, même s’ils n’émettent aucune lumière visible. On pense que les blazars sont parmi les objets les plus brillants du ciel. Ces objets énigmatiques sont constitués d’un trou noir supermassif qui frôle la matière tourbillonnant autour de lui dans un disque. Un puissant jet peut ainsi être généré perpendiculairement au disque, de chaque côté. Les blazars peuvent être très lumineux. Et la raison en est que les jets émis par les trous noirs sont parfois dirigés directement vers nous. Ensemble, les jets, les trous noirs et la matière qui alimente ces monstres cosmiques sont au centre d’un débat scientifique depuis des années.

La question qui intrigue les scientifiques depuis des décennies est la suivante : comment les particules de ces jets sont-elles accélérées à des énergies aussi élevées ? Pour le découvrir, la NASA a lancé une mission appelée Imaging X-Ray Polarimetry Explorer, ou IXPE, qui a permis de recueillir des informations cruciales. Grâce aux données recueillies par IXPE, les scientifiques ont peut-être enfin trouvé des réponses à la question de savoir comment ces jets sont accélérés.

Markarian 501

L’IXPE a été utilisé pour identifier le blazar Markarian 501 dans la constellation d’Hercule. On y trouve un système de trou noir actif à l’intérieur d’une très grande galaxie elliptique en son centre. Une observation de trois jours de Markarian 501 par IXPE a été réalisée au début du mois de mars 2022, puis une autre deux semaines plus tard. Les astronomes ont utilisé des télescopes radio, optiques et à rayons X pour observer le blazar et recueillir des informations à son sujet. Les scientifiques se sont déjà penchés sur la polarisation de la lumière de plus basse énergie des blazars. Néanmoins, cette étude leur permet de mieux comprendre les rayons X produits plus près de la source d’accélération.

Ondes de choc

Au final, les observations ont porté leurs fruits. Contrairement à la lumière radio et optique, la lumière des rayons X présente un degré de polarisation plus élevé que la lumière optique. Cependant, la lumière polarisée était alignée avec la direction du jet, quelle que soit la longueur d’onde de la lumière observée. En comparant leurs données aux modèles théoriques, l’équipe d’astronomes a conclu que les données décrivaient le mieux un scénario dans lequel des ondes de choc accélèrent les particules du jet. Essentiellement, les ondes de choc sont produites lorsqu’un objet se déplace plus rapidement que la vitesse du son du matériau qui l’entoure. Ce phénomène peut être expliqué par un avion de chasse volant dans l’atmosphère terrestre. Lorsqu’il atteint des vitesses supérieures à la vitesse du son, il crée une onde de choc.

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Source : Curiosmos – Traduit par Anguille sous roche