Tech

À l’intérieur du plan pour dévoiler le deuxième trou noir supermassif le plus proche

À environ 820 000 années-lumière de la Terre, quelque chose d’étrange se prépare.

Juste dans cette région – qui est assez proche, cosmiquement parlant – une petite galaxie naine nommée Leo I semble abriter un trou noir extrêmement massif qui vole sous le radar pendant des années. Ce vide semi-caché est alors gargantuesque, responsable d’incroyables quantités d’attraction gravitationnelle et possédant une masse de 3 millions de fois celle du soleil, que vous ne vous attendriez jamais à vivre dans un si petit royaume.

Mais hélas, ça y est.

Il s’appelle à juste titre Lion I * – et selon un article publié lundi dans The Astrophysical Journal Letters, deux scientifiques élaborent un plan pour comprendre comment ce gouffre anormalement grand et difficile à détecter est apparu.

Dans leur étude, les astrophysiciens Fabio Pacucci et Avi Loeb du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics décrivent une façon fascinante d’analyser Leo I* afin que nous puissions disséquer une partie de son histoire. Fondamentalement, ils pensent que nous pouvons comprendre la nature du Lion I * en étudiant l’espace autour de ce trou noir où de nombreuses étoiles anciennes semblent résider et sont susceptibles d’être prises dans l’étreinte gravitationnelle du magnifique monstre.

“Les vieilles étoiles deviennent très grosses et rouges — nous les appelons des étoiles géantes rouges”, a déclaré Pacucci. dit dans un communiqué. “Les géantes rouges ont généralement des vents forts qui transportent une fraction de leur masse dans l’environnement. L’espace autour du Lion I* semble contenir suffisamment de ces anciennes étoiles pour le rendre observable.”

“Observer Leo I* pourrait être révolutionnaire”, a déclaré Loeb dans un communiqué.

En effet, au-delà de son stationnement énigmatique dans la galaxie Leo I, Leo I* est également le deuxième trou noir supermassif le plus proche de la Terre, après celui au cœur de notre propre galaxie, la Voie lactée, nommée Sagittarius A*. (C’est le vide que les scientifiques ont imaginé l’année dernière dans une étape absolument spectaculaire pour l’astronomie.)

La collaboration Event Horizon Telescope a créé une image unique (cadre supérieur) du trou noir supermassif au centre de notre galaxie, appelé Sagittarius A*, ou Sgr A* en abrégé, en combinant des images extraites des observations EHT.

Collaboration EHT

Leo I* a aussi étrangement une masse similaire à Sgr A* malgré, encore une fois, qu’il vit dans une galaxie disproportionnellement petite – une mille fois moins massive que la demeure de Sgr A*.

“Ce fait”, a déclaré Loeb, “remet en question tout ce que nous savons sur la façon dont les galaxies et leurs trous noirs supermassifs centraux co-évoluent”.

Le squelette d’un trou noir

Avec une liste d’attributs aussi impressionnante, vous vous demandez peut-être pourquoi les scientifiques n’ont-ils pas observé directement le Lion I* auparavant ?

Eh bien, il y a une sorte de mise en garde à propos de ce trou noir qui le rend si difficile à capturer. Avant d’aborder cela, cependant, voici une introduction rapide à l’anatomie des trous noirs.

Il y a trois composants majeurs à considérer lorsqu’on pense aux trous noirs : la singularité, l’horizon des événements et le disque d’accrétion.

Pour le dire simplement, les trous noirs sont des régions de matière extraordinairement denses nichées dans le tissu de l’espace et du temps qui présentent des attractions gravitationnelles tout aussi extraordinairement fortes. Un seul de ces léviathans peut prendre un tas d’étoiles, de planètes, de poussière spatiale, de lunes – tout ce à quoi vous pouvez penser, y compris la lumière – et les soulever en un seul point. Ce point est la singularité, et il réside au centre même du trou noir.

Ensuite, nous avons l’horizon des événements.

L’horizon des événements désigne la région autour de la singularité d’un trou noir que vous pouvez considérer comme une clôture au-delà de laquelle la lumière ne peut pas s’échapper. L’horizon des événements se situe toujours à une distance spécifique de ce point, appelé rayon de Schwarzchild.

Et enfin, il y a le disque d’accrétion.

Le disque d’accrétion est littéralement une structure semblable à un disque qui se trouve plus loin de la singularité que l’horizon des événements, mais suffisamment proche pour ressentir la puissance gravitationnelle de la bête. Cette chose est comme un fossé tourbillonnant de poussière, de gaz et d’autres matériaux cosmiques abandonnés qui ont été capturés par l’étranglement du trou noir.

Mais surtout, le disque d’accrétion est assez essentiel pour analyser le trou noir le plus profond, le plus sombre et le plus supermassif de notre univers en premier lieu.

anatomie-trou-noir

Une illustration de l’anatomie d’un trou noir.

ESO

Cachant à la vue

“Les trous noirs sont des objets très insaisissables, et parfois ils aiment jouer à cache-cache avec nous”, a déclaré Pacucci. “Les rayons de lumière ne peuvent pas s’échapper de leurs horizons d’événements, mais l’environnement qui les entoure peut être extrêmement brillant – si suffisamment de matière tombe dans leur puits gravitationnel.”

En d’autres termes, les trous noirs qui accumulent activement de la poussière et du gaz sont plus facilement traçables.

En fait, c’est en regardant les disques d’accrétion et les limites de l’horizon des événements de SgrA* et de M87* que les scientifiques ont généré les premières images vides de beignets enflammés au monde. Mais comme vous l’avez peut-être déjà deviné, Leo I* est ne pas un de ces vides extravertis facilement perceptibles.

Et, comme le dit Pacucci, si “un trou noir n’accumule pas de masse, au lieu de cela, il n’émet aucune lumière et devient impossible à trouver avec nos télescopes”.

Cependant, si le duo d’astrophysiciens a raison de dire que les géantes rouges autour du Lion I* dégagent suffisamment de matière pour être prises dans le disque d’accrétion du vide, il y a peut-être un peu d’espoir. “Dans notre étude, nous avons suggéré qu’une petite quantité de masse perdue par les étoiles errant autour du trou noir pourrait fournir le taux d’accrétion nécessaire pour l’observer”, a expliqué Pacucci. “Léo I* joue à cache-cache, mais il émet trop de radiations pour rester indétectable longtemps.”

Les chercheurs ont également attirer l’attention sur la façon dont Leo I * a été démontré qu’il existait en premier lieu en observant non pas son disque d’accrétion, mais plutôt des étoiles proches accélérant en raison de l’attraction gravitationnelle intense du trou noir.

Et bien que Pacucci et Loeb ne pensent pas que nous obtiendrons une image époustouflante de Leo I* comme nous en avons de SgrA* et M87*, l’équipe a déjà bloqué du temps sur l’observatoire Chandra X-Ray et le Very Grand radiotélescope Array au Nouveau-Mexique pour poursuivre leur idée.

“C’est passionnant”, a déclaré Loeb, “parce que la science progresse généralement le plus lorsque l’inattendu se produit.”

Après tout, avant que nous ayons un portrait de Sgr A*, son positionnement austère au cœur de notre Voie lactée le jugeait autrefois presque impossible à observer.

Puis, contre toute attente, nous l’avons observé – et l’astronomie a été modifiée à jamais.

Voler au centre de la Voie lactée pour révéler la première image de trou noir.

Collaboration EHT

Articles similaires