Un trou noir supermassif a récemment été capturé engloutissant une étoile, et le flux de particules que le trou noir a craché pourrait révéler un principe secret qui régit la croissance des galaxies.
La fête du trou noir a été détectée pour la première fois le 11 novembre 2014 par des radios-télescopes et des radiotélescopes du monde entier. Les signaux, qui provenaient de 300 millions d'années-lumière de la Terre, ont capturé les derniers instants brutaux d'une étoile, connue sous le nom de fusée de marée. Cette explosion d'énergie électromagnétique se produit lorsque l'immense attraction gravitationnelle d'un trou noir déchire une étoile qui passe.
"Le trou noir détruit d'abord l'étoile. Il en fait une soupe", a déclaré Dheeraj Pasham, chercheur postdoctoral au Kavli Institute for Astrophysics and Space Research au Massachusetts Institute of Technology, et auteur principal d'un article publié cette semaine. dans le Astrophysical Journal. "Lorsque cela se produit, nous voyons un éclair soudain de rayonnement dans le ciel. La soupe tombe progressivement dans le trou noir, et c'est ainsi que le trou noir se nourrit."
Mais il y avait une chose déconcertante à propos du signal: alors que la configuration des signaux radiographiques était presque identique à celle des signaux radio associés à l'événement, le signal radio reflétait ce qui s'était produit dans le signal radiologique 13 jours plus tôt. Autrement dit, lorsque le signal des rayons X devenait plus brillant, le signal radio reflétait cette augmentation de luminosité près de deux semaines plus tard.
Cela a conduit les astronomes à postuler que la source du signal de rayons X doit être la matière attirée et excitée par le trou noir, tandis que les ondes radio proviennent d'un flux de matériaux hautement énergisés s'échappant du trou noir, appelé un jet relativiste.
Auparavant, les scientifiques pensaient que les ondes radio provenaient de l'explosion de l'étoile alors qu'elle était claquée par les raz de marée du trou noir. Selon cette hypothèse, l'explosion dynamise les particules de plasma dans l'espace environnant, et ces particules énergisées émettent alors des ondes radio. Cependant, si tel était le cas, il n'y aurait pas de relation entre les ondes radio et les rayons X générés par le matériau tombant dans le trou noir, ont déclaré les chercheurs.
"Nous soutenons que ce couplage entre la radio et le rayonnement X nous dit que la radio doit provenir du jet et que le jet est régulé par l'accrétion", ou la croissance du trou noir, a déclaré Pasham à Live Science. "Les données indiquent clairement que tout ce qui tombe dans le trou noir propulse le jet."
Alors que le trou noir dévore plus de la "soupe aux étoiles", le jet s'échappant du trou noir se renforce. Cette étude marque la première fois que les astronomes ont repéré une telle corrélation dans un objet, ont déclaré les chercheurs.
"Cela nous dit que le taux d'alimentation du trou noir contrôle la force du jet qu'il produit", a déclaré Pasham dans un communiqué. "Un trou noir bien nourri produit un jet puissant, tandis qu'un trou noir mal nourri produit un jet faible ou pas de jet du tout."
Croissance de la galaxie
Pasham a déclaré que si les observations futures montraient un schéma similaire, les scientifiques pourraient commencer à comprendre les origines des jets mystérieux. Ces jets sortent des trous noirs à presque la vitesse de la lumière, et certains astronomes pensent que les jets pourraient être la source de rayons cosmiques galactiques, les flux de particules de haute énergie parcourant l'espace sur de grandes distances.
"Comment les jets sont lancés par les trous noirs, c'est un grand mystère en astrophysique", a déclaré Pasham.
Au-delà de cela, si une relation simple lie le taux d'accrétion, ou la vitesse à laquelle un trou noir engloutit la masse, à la taille du jet relativiste du trou noir, cette relation pourrait affecter la croissance des galaxies, ont déclaré les chercheurs dans un communiqué. En effet, les galaxies se développent lorsque de nouvelles étoiles se forment, mais la formation des étoiles nécessite des températures froides. Pendant ce temps, les jets de trous noirs chauffent leur environnement, ce qui pourrait le rendre temporairement trop chaud pour former de nouvelles étoiles. La connaissance de la taille des jets de trous noirs pourrait ensuite être utilisée pour prédire les taux de croissance des galaxies, ont déclaré les chercheurs.
"Si la vitesse à laquelle le trou noir se nourrit est proportionnelle à la vitesse à laquelle il pompe de l'énergie, et si cela fonctionne vraiment pour chaque trou noir, c'est une simple prescription que vous pouvez utiliser dans les simulations de l'évolution de la galaxie", a déclaré Pasham dans la déclaration. "Donc, cela laisse présager une image plus grande."
