Un trou noir est peut-être l’un des objets les plus puissants de l’univers, mais les scientifiques disent qu’il est loin d’être un mangeur efficace.
Ce texte est un traduction d’un article de CTV News.
Aujourd’hui, grâce à une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Astronomy, deux chercheurs aident les scientifiques à comprendre quand ces «rots» cosmiques se produisent, offrant ainsi un nouveau moyen d’observer certains des environnements les plus extrêmes de l’univers.
Surprendre un trou noir en pleine action
Adelle Goodwin, astrophysicienne à l’Université Curtin en Australie-Occidentale et coauteure de l’étude, a expliqué que ces jets peuvent atteindre des tailles gigantesques, au point d’influencer les galaxies où se trouvent les trous noirs.
«Je pense que l’une des choses qui intrigue les astronomes depuis très longtemps, c’est que parfois, on observe ces trous noirs supermassifs au centre des galaxies, et qu’ils peuvent alimenter ces structures vraiment gigantesques, ce qu’on appelle des jets ou des flux de sortie, qui peuvent être plus grands que les galaxies elles-mêmes. Il y a donc tout ce gaz qui arrive, canalisé par le trou noir.»
La difficulté, c’est le timing.
Ces structures peuvent évoluer sur des dizaines de milliers d’années, ce qui fait qu’il est rare que les astronomes puissent observer le moment précis où un jet est lancé.
«Le fait de pouvoir surprendre ces trous noirs précis qu’on observait en train de “roter” ou de lancer ces jets et ces flux de sortie nous permet de vraiment comprendre cette physique et d’apprendre comment ils peuvent influencer leurs galaxies hôtes», a expliqué Mme Goodwin.
Un réveil cosmique
Les chercheurs ont étudié les observations radio de trous noirs après que des étoiles eurent été déchiquetées, à la recherche de tendances quant au moment où les jets et les flux émanaient.
Andrew Mummery, astrophysicien à l’Institute for Advanced Study et coauteur de l’étude, a indiqué que connaître le déclencheur pourrait changer fondamentalement la façon dont les chercheurs planifient leurs observations.
«Comprendre les conditions dans lesquelles ces phénomènes se produisent, c’est génial, parce que ça te permet de mieux planifier les choses.»
— Andrew Mummery, astrophysicien
«Tu peux planifier l’utilisation de tes ressources, ton temps d’observation au télescope, pour suivre cet événement en temps réel.»
L’étude a révélé qu’une phase cruciale de l’activité des jets se produit après que le taux d’alimentation du trou noir a chuté de façon spectaculaire, pour atteindre environ 2 % de son taux maximal.
M. Mummery a expliqué que la période précédant ce seuil semble relativement calme.
«Ça a l’air plutôt calme, il n’y a pas de jet qui jaillit… À ce moment-là, il se contente de s’alimenter, il a l’air satisfait de simplement absorber toute cette matière du disque.»
Puis survient ce que les chercheurs décrivent comme un déclencheur critique.
«Et (quand) tu atteins ce chiffre magique de 2 %… on sait que pour tous les trous noirs, quelle que soit leur taille, il y a un déclencheur», a ajouté Mummery.
Même physique, des trous noirs très différents
L’un des aspects les plus frappants de cette découverte, c’est que ce schéma semble s’appliquer à des trous noirs de tailles radicalement différentes.
«Ce qu’on a pu montrer avec cette étude, c’est que ces très gros trous noirs, qui ont une masse de millions à des milliards de fois celle de notre soleil, lancent des jets et des flux de matière aux mêmes moments d’alimentation ou aux mêmes taux d’accrétion que ces petits trous noirs», a expliqué Adelle Goodwin.
Ça suggère que la physique sous-jacente pourrait être commune à une vaste gamme de tailles de trous noirs.
Le plus grand mystère: comment grandissent-ils?
Cette découverte pourrait aussi aider à répondre à une question bien plus vaste : comment les trous noirs supermassifs sont-ils devenus si massifs?
Goodwin a expliqué que les scientifiques comprennent les origines de base des petits trous noirs, mais que leurs homologues supermassifs posent un casse-tête bien plus grand.
«On ne comprend pas vraiment comment on passe d’un petit trou noir à un gros trou noir au cours de la durée de vie de l’univers et du temps dont l’univers dispose depuis sa création», a-t-elle dit.
Pour Mummery, les jets soulèvent aussi une autre possibilité intrigante : découvrir à quelle vitesse un trou noir tourne.
« Il est aussi gros que ça et il tourne aussi vite que ça… c’est juste amusant à découvrir. »
