Les scientifiques ont détecté un mystérieux battement de cœur de rayons gamma provenant d'un nuage de gaz cosmique. Le nuage discret de la constellation de l'Aquila bat au rythme d'un trou noir voisin en précession, indiquant une connexion entre les deux objets, comme l'équipe dirigée par le boursier DESY Humboldt Jian Li et le professeur ICREA Diego F. Torres de l'Institut des sciences spatiales (IEEC-CSIC) rapporte dans la revue Astronomie de la nature . La façon dont le trou noir alimente le rythme cardiaque des rayons gamma du nuage sur une distance d'environ 100 années-lumière reste énigmatique.

L'équipe de recherche, composé de scientifiques allemands, Espagne, la Chine et les États-Unis, analysé rigoureusement plus de 10 ans de données du télescope spatial à rayons gamma Fermi de l'administration spatiale américaine de la NASA, en regardant un soi-disant micro quasar. Le système catalogué sous le nom de SS 433 est situé à environ 15 000 années-lumière dans la Voie lactée et se compose d'une étoile géante d'environ 30 fois la masse de notre soleil et d'un trou noir d'environ 10 à 20 masses solaires. Les deux objets sont en orbite l'un autour de l'autre avec une période de 13 jours, tandis que le trou noir aspire la matière de l'étoile géante.

"Ce matériau s'accumule dans un disque d'accrétion avant de tomber dans le trou noir, comme l'eau dans le tourbillon au-dessus du drain d'une baignoire, " explique Li. " Cependant, une partie de cette matière ne tombe pas dans les égouts mais jaillit à grande vitesse en deux jets étroits dans des directions opposées au-dessus et au-dessous du disque d'accrétion en rotation. masses en leurs centres qui projettent des jets à des dizaines de milliers d'années-lumière dans le cosmos. Comme le SS 433 ressemble à une version réduite de ces quasars, il a été surnommé un micro quasar.

Les particules à grande vitesse et les champs magnétiques ultra-puissants dans le jet produisent des rayons X et des rayons gamma. "Le disque d'accrétion ne se situe pas exactement dans le plan de l'orbite des deux objets. Il précesse, ou se balance, comme une toupie posée de biais sur une table, " dit Torres. " En conséquence, les deux jets spiralent dans l'espace environnant, plutôt que de simplement former une ligne droite."

La précession des jets du trou noir a une période d'environ 162 jours. Une analyse méticuleuse a révélé un signal de rayons gamma avec la même période à partir d'une position située relativement loin des jets du micro quasar, qui a été étiqueté comme Fermi J1913+0515 par les scientifiques. Il est situé à l'emplacement d'un rehaussement de gaz banal. Les périodes cohérentes indiquent que l'émission du nuage de gaz est alimentée par le micro quasar.

"Trouver une telle connexion sans ambiguïté via le timing, à environ 100 années-lumière du micro quasar, même pas dans la direction des jets n'est aussi inattendu qu'étonnant, " dit Li. " Mais comment le trou noir peut alimenter le rythme cardiaque du nuage de gaz n'est pas clair pour nous. " L'éclairage périodique direct par le jet semble peu probable. Une alternative que l'équipe a explorée est basée sur l'impact des protons rapides (les noyaux d'hydrogène atomes) produits aux extrémités des jets ou à proximité du trou noir, et injecté dans le cloud, où ces particules subatomiques frappent le gaz et produisent des rayons gamma. Les protons pourraient également faire partie d'un écoulement de particules rapides du bord du disque d'accrétion. Chaque fois que cet écoulement frappe le nuage de gaz, il s'illumine en rayons gamma, ce qui expliquerait son étrange battement de coeur. "Énergiquement, le flux sortant du disque pourrait être aussi puissant que celui des jets et est censé précesser en solidarité avec le reste du système, " explique Torres.

D'autres observations ainsi que des travaux théoriques sont nécessaires pour expliquer pleinement l'étrange rythme cardiaque des rayons gamma de ce système unique au-delà de cette découverte initiale. "SS 433 continue d'étonner les observateurs à toutes les fréquences et les théoriciens, " souligne
Li. "Et il est certain que cela fournira un banc d'essai pour nos idées sur la production et la propagation des rayons cosmiques à proximité des micro quasars pour les années à venir."