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    La cartographie par écho dans les galaxies lointaines pourrait mesurer de vastes distances cosmiques

    Un disque de matière chaude autour d'un trou noir supermassif émet un éclat de lumière visible, qui se déplace vers un anneau de poussière qui émet ensuite une lumière infrarouge. Les flèches bleues montrent la lumière du disque se déplaçant vers la poussière et la lumière des deux événements se déplaçant vers un observateur. Crédit :NASA/JPL-Caltech

    Quand tu regardes le ciel nocturne, comment savez-vous si les points de lumière que vous voyez sont brillants et lointains, ou relativement faible et à proximité ? Une façon de le savoir est de comparer la quantité de lumière émise par l'objet avec sa luminosité. La différence entre sa véritable luminosité et sa luminosité apparente révèle la distance d'un objet à l'observateur.

    Mesurer la luminosité d'un objet céleste est un défi, surtout avec les trous noirs, qui n'émettent pas de lumière. Mais les trous noirs supermassifs qui se trouvent au centre de la plupart des galaxies constituent une faille :ils attirent souvent beaucoup de matière autour d'eux, formant des disques chauds qui peuvent rayonner brillamment. Mesurer la luminosité d'un disque brillant permettrait aux astronomes d'évaluer la distance jusqu'au trou noir et la galaxie dans laquelle il vit. Les mesures de distance aident non seulement les scientifiques à créer un meilleur, carte tridimensionnelle de l'univers, ils peuvent également fournir des informations sur comment et quand les objets se sont formés.

    Dans une nouvelle étude, les astronomes ont utilisé une technique que certains ont surnommée « cartographie par écho » pour mesurer la luminosité des disques de trous noirs dans plus de 500 galaxies. Publié le mois dernier dans le Journal d'astrophysique , l'étude renforce l'idée que cette approche pourrait être utilisée pour mesurer les distances entre la Terre et ces galaxies lointaines.

    Le processus de mappage d'écho, également connu sous le nom de cartographie de réverbération, commence lorsque le disque de plasma chaud (atomes qui ont perdu leurs électrons) près du trou noir devient plus brillant, parfois même libérant de courtes éruptions de lumière visible (c'est-à-dire des longueurs d'onde qui peuvent être vues par l'œil humain). Cette lumière s'éloigne du disque et finit par se heurter à une caractéristique commune à la plupart des systèmes de trous noirs supermassifs :un énorme nuage de poussière en forme de beignet (également connu sous le nom de tore). Ensemble, le disque et le tore forment une sorte de boudine, avec le disque d'accrétion enroulé étroitement autour du trou noir, suivi d'anneaux consécutifs de plasma et de gaz légèrement plus froids, et enfin le tore de poussière, qui constitue le plus large, anneau le plus externe dans la cible. Lorsque l'éclair de lumière du disque d'accrétion atteint la paroi interne du tore poussiéreux, la lumière est absorbée, faisant chauffer la poussière et libérant de la lumière infrarouge. Cet éclaircissement du tore est une réponse directe à ou, on pourrait dire un "écho" des changements qui se produisent dans le disque.

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