Une étrange masse de gaz chauds tourne autour de Sagittarius A* à une vitesse époustouflante
Dans l’environnement gravitationnel délirant du cœur de notre galaxie, les astronomes ont découvert une bulle de gaz orbitant à grande vitesse autour de notre trou noir supermassif.
Illustration indiquant l’emplacement et le mouvement orbital du point chaud. (Collaboration EHT, ESO/M. Kornmesser ; remerciements : M. Wielgus)
Ses caractéristiques aident les astronomes à sonder l’espace qui entoure immédiatement Sagittarius A*, à la recherche de réponses sur les raisons pour lesquelles le centre galactique vacille et s’embrase dans tout le spectre électromagnétique.
Leurs résultats suggèrent que le trou noir est entouré d’un disque de matière tournant dans le sens des aiguilles d’une montre et modulé par un puissant champ magnétique.
Ces résultats confirment une chose que nous savions déjà : l’espace autour d’un trou noir devient sauvage.
“Nous pensons être en présence d’une bulle de gaz chaud qui tourne autour de Sagittarius A* sur une orbite de taille similaire à celle de la planète Mercure, mais qui fait une boucle complète en seulement 70 minutes environ”, explique l’astrophysicien Maciek Wielgus, de l’Institut Max Planck de radioastronomie en Allemagne.
“Cela nécessite une vitesse époustouflante d’environ 30 % de la vitesse de la lumière !”
Sgr A* a connu un grand moment sous les feux de la rampe au début de l’année, lorsque la collaboration du télescope Event Horizon a dévoilé une image du trou noir, dont la réalisation avait pris des années.
Des télescopes du monde entier ont collaboré pour réaliser des observations du centre galactique, qui ont permis de révéler l’anneau de matière en forme de beignet tourbillonnant autour de Sgr A*, chauffé à des températures incroyables.
L’un des télescopes faisant partie de cette collaboration est l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un réseau de radiotélescopes situé dans le désert d’Atacama au Chili.
En étudiant les données provenant uniquement d’ALMA, isolément du reste de la collaboration, Wielgus et ses collègues ont remarqué quelque chose d’intéressant.
En avril 2017, au beau milieu de la collecte des données, le centre galactique a craché une éruption de rayons X. Ce n’est que par pur hasard qu’elle s’est produite alors que les astronomes recueillaient des données pour le projet de télescope Event Horizon.
Auparavant, ces longues éruptions, observées dans d’autres longueurs d’onde, étaient associées à des bulles de gaz chaudes qui orbitaient très près du trou noir et à des vitesses très élevées.
“Ce qui est vraiment nouveau et intéressant, c’est que de telles éruptions n’étaient jusqu’à présent clairement présentes que dans les observations en rayons X et en infrarouge de Sagittarius A*”, explique Wielgus. “Ici, nous voyons pour la première fois une indication très forte que les points chauds en orbite sont également présents dans les observations radio.”
On pense que ces éruptions sont le résultat de l’interaction du gaz chaud avec un champ magnétique, et l’analyse des données ALMA par l’équipe soutient cette notion.
Le point chaud émet une lumière fortement polarisée, ou torsadée, et présente la signature d’un rayonnement synchrotron – deux phénomènes qui se produisent en présence d’un champ magnétique puissant.
Et la lueur en lumière radio pourrait être le résultat du refroidissement du point chaud après l’éruption, et devenir visible à de plus grandes longueurs d’onde.
“Nous trouvons des preuves solides pour une origine magnétique de ces éruptions et nos observations nous donnent un indice sur la géométrie du processus”, déclare l’astrophysicienne Monika Mościbrodzka de l’Université Radboud aux Pays-Bas.
“Les nouvelles données sont extrêmement utiles pour construire une interprétation théorique de ces événements.”
L’analyse de la lumière par l’équipe suggère que le point chaud est intégré dans un disque arrêté magnétiquement. Il s’agit d’un disque de matière qui tourbillonne autour du trou noir et l’alimente, mais à un rythme entravé par le champ magnétique.
Grâce à une modélisation intégrant les données, l’équipe a pu fournir des contraintes plus fortes sur la forme et le mouvement de ce champ magnétique, ainsi que sur la formation et l’évolution du point chaud à l’intérieur de celui-ci.
Mais il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas. Il est très difficile d’observer les trous noirs, et il existe des divergences étranges par rapport aux observations infrarouges d’autres éruptions.
L’équipe espère que les observations infrarouges et radio simultanées des futures éruptions de points chauds permettront d’aplanir ces difficultés.
“Avec un peu de chance, nous pourrons un jour affirmer que nous ‘savons’ ce qui se passe dans Sagittarius A*”, déclare Wielgus.
Les recherches ont été publiées dans la revue Astronomy & Astrophysics.
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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche
