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    la géométrie des disques d'accrétion de trous noirs nucléaires

    Une image de Hubble de la galaxie Circinus avec son noyau galactique actif (AGN). Les astronomes ont mesuré la taille des régions d'accrétion autour des trous noirs supermassifs dans quatre AGN distants en utilisant des techniques de cartographie de réverbération. Crédit :NASA, Andrew S. Wilson U.Maryland; Patrick L. Shopbell CIT; Chris Simpson Subaru; Thaisa Storchi-Bergmann et F.K.B. Barbosa, UFRGS, Brésil; et Martin J. Ward, U. Leicester

    Des trous noirs supermassifs avec des millions voire des milliards de masses solaires de matière se trouvent au noyau de la plupart des galaxies, y compris notre Voie Lactée. Un tore de poussière et de gaz orbite autour du trou noir (du moins selon la plupart des théories) et rayonne en lumière ultraviolette lorsque la matière tombant vers le trou noir chauffe le disque à des millions de degrés. Le processus d'accrétion peut également alimenter l'éjection de jets de particules chargées se déplaçant rapidement. Ces trous noirs supermassifs qui s'accrètent activement dans les galaxies sont appelés noyaux galactiques actifs (AGN).

    Les astronomes qui modélisent les processus physiques dans l'une de ces énormes dynamos commencent par les mouvements du gaz et la géométrie de la région. Les mouvements du gaz peuvent être mesurés directement à partir des raies d'émission dans le gaz, typiquement des lignes optiques d'hydrogène qui sont excitées par le rayonnement UV. Quant à la géométrie, des calculs simples estiment que le rayon du gaz émetteur devrait être de quelques milliers d'unités astronomiques (une UA est la distance moyenne de la Terre au Soleil). Parce que la plupart des AGN sont trop éloignés pour pouvoir mesurer des dimensions aussi petites, les astronomes en sont venus à s'appuyer sur la technique de la « cartographie de la réverbération ». Le rayonnement du disque d'accrétion est très variable. Comme il faut du temps aux UV pour se déplacer du disque d'accrétion près du trou noir jusqu'au gaz émetteur de ligne, il y a un délai entre un événement vu dans le continuum et ensuite dans les lignes d'hydrogène

    L'astronome CfA Anna Pancoast et une équipe de ses collègues ont analysé les données de cartographie de réverbération de quatre AGN pour étudier leurs géométries et, en particulier, le volume de gaz chaud connu pour ses mouvements rapides, la région dite des raies larges parce que les raies spectrales ont des largeurs correspondant jusqu'à trois mille kilomètres par seconde. Les scientifiques trouvent la géométrie de ce gaz, au moins dans ces quatre AGN, est bien décrit comme provenant de disques épais vus presque de face, avec des rayons médians d'environ 1600 UA à 4000 UA, et chacun avec un trou noir dont la masse est d'environ soixante-dix millions de masses solaires (avec une précision estimée pour chacun d'environ 50%). Le nouveau travail a réussi à modéliser les observations et double presque la taille de l'échantillon AGN modélisé avec cette technique. L'échantillon est encore petit, cependant, et d'autres observations sont prévues.


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