Une image de l'observatoire Chandra X-Ray d'un champ de galaxies dans la costellation Bootes. Une nouvelle étude de 703 galaxies avec des trous noirs supermassifs dans ce domaine révèle que bien que l'infrarouge de la poussière et les émissions de rayons X du noyau aient tendance à être corrélées, l'infrarouge émis par les trous noirs supermassifs n'est pas bien corrélé avec la poussière, suggérant le rôle de notre angle de vue d'un tore autour des noyaux des trous noirs. Crédit :Rayons X :NASA/CXC/CfA/R.Hickox et al.; Lune :NASA/JPL
On pense que toutes les galaxies massives hébergent en leur centre des trous noirs supermassifs (SMBH) qui se développent en accrétant la masse de leur environnement. L'image actuelle imagine également que les trous noirs grossissent à mesure que leur galaxie hôte évolue, peut-être parce que l'évolution des galaxies inclut l'accrétion déclenchée, par exemple, par des fusions de galaxies. Cette image générale a été étayée par deux lignes de données.
L'époque de pointe de l'accrétion de trous noirs peut être mesurée par des observations de l'activité nucléaire, et coïncide avec l'époque de pointe de la formation des étoiles dans l'univers environ dix milliards d'années après le big bang. La formation d'étoiles est associée à des perturbations qui remuent le gaz et induisent une accrétion. De plus, l'univers local montre une corrélation étroite entre la masse SMBH, masse de renflement de la galaxie hôte, et la propagation des vitesses stellaires. Ces méthodes (mais avec une confirmation plus faible) peuvent également estimer les tailles de SMBH dans les galaxies de l'univers antérieur, et découvrir que la croissance SMBH et la croissance des galaxies sont des processus co-évolutifs. En effet, il semble que les processus puissent se réguler au fil du temps pour produire les tailles de galaxies et de SMBH que nous observons aujourd'hui.
La croissance du trou noir central et la formation d'étoiles sont toutes deux alimentées par l'abondance de gaz moléculaire et de poussière qui peut être tracée par l'infrarouge émis par la poussière. Grains de poussière, chauffé par le rayonnement des jeunes étoiles et l'accrétion des noyaux galactiques actifs (AGN), émettent fortement dans l'infrarouge. L'activité d'AGN produisant également des rayons X, l'on s'attend à ce qu'AGN traque les fortes émissions de poussière et que les émissions de rayons X et infrarouges soient corrélées.
L'astronome du CfA Mojegan Azadi était membre d'une équipe qui a examiné 703 galaxies avec des noyaux SMBH actifs en utilisant à la fois les données de rayons X de Chandra et l'infrarouge de Spitzer et Herschel, le plus grand échantillon à ce jour faisant cette comparaison. Bien que l'équipe ait trouvé une tendance cohérente avec l'infrarouge en corrélation avec l'activité des rayons X AGN sur un large éventail de cas, ils n'en ont pas trouvé par rapport aux contributions infrarouges (non-X) de l'AGN. Comme l'infrarouge AGN provient en grande partie d'un tore émetteur poussiéreux autour du SMBH, la différence pourrait indiquer le rôle de l'angle avec lequel on regarde le tore.
Ces résultats permettent d'affiner les modèles actuels d'activité d'AGN, mais les auteurs notent que plus sensible, des observations plus approfondies devraient permettre de démêler plus clairement les processus physiques associés à l'AGN.
