Déclenché par une image téléchargée sur Twitter, de nouvelles recherches indiquent que la lumière produite par l'accrétion des trous noirs peut être suffisamment brillante pour se refléter sur la poussière, éclairant la galaxie hôte, et la création de rayons lumineux et sombres similaires à l'effet des rayons crépusculaires sur Terre. La recherche est publiée dans Les lettres du journal astrophysique.

Quand un trou noir supermassif s'accumule, ou "aliments, " sur la question qui l'entoure, la libération d'énergie qui en résulte dégage une lumière intense. Jusqu'à maintenant, les scientifiques pensaient que cette lumière n'éclairait que les parties d'une galaxie qui se trouvent dans des cônes d'ionisation étroits. Mais des preuves photographiques d'IC ​​5063 - une galaxie Seyfert radio-forte avec un noyau galactique actif (AGN) - indiquent que la lumière, ou les rayons - que les scientifiques comparent aux rayons crépusculaires projetés par les nuages ​​qui obscurcissent le soleil près du coucher du soleil - peuvent être suffisamment brillants pour se refléter sur la poussière à proximité, éclairant la majeure partie de la galaxie, provoquant des ombres de l'anneau du trou noir, ou des rayons sombres, entre.

"Nous pensons avoir trouvé des preuves qu'il y a probablement de la poussière dans toute la galaxie diffusant la lumière du trou noir qui s'accréte dans le noyau actif de la galaxie, et que la lumière peut éclairer presque toute la galaxie, " a déclaré Peter Maksym, un astronome au Centre d'Astrophysique | Harvard &Smithsonian et auteur principal de l'étude. "Nous savons que cette galaxie a récemment fusionné avec une autre galaxie et que cela pourrait soulever de la poussière partout. Il est également possible que les jets des trous noirs soulèvent de la poussière près du noyau."

En utilisant des images du télescope spatial Hubble, l'équipe s'est concentrée sur IC 5063 et son tore - un anneau de cool invisible, gaz poussiéreux entourant le trou noir, qui pourrait être la source de la lumière et de ses rayons.

"La découverte montre que le tore, ou sonner, pourrait être très mince - la lumière semble sortir presque partout. Si le tore est assez grand, il devient instable, la gravité et la rotation qui le maintiennent ensemble pointent dans une direction près du trou noir et dans une direction différente à mesure que les influences de la galaxie commencent à devenir importantes. Cela ressemble à une chaîne ou un coude, " a déclaré Maksym. " Il est possible que le gauchissement crée des espaces suffisamment grands pour qu'une partie de la lumière brille à travers, et comme le tore tourne, des faisceaux de lumière pourraient traverser la galaxie comme un phare traverse le brouillard. Scientifiquement, ça nous montre quelque chose de dur, et généralement impossible, à voir directement. Cela pourrait avoir des implications pour quiconque essaie de comprendre le comportement des trous noirs supermassifs et de leurs environnements."

Contrairement à la plupart des recherches scientifiques, l'équipe observant les rayons étranges de l'IC 5063 assemblés d'une manière particulière :via le crowdsourcing sur les réseaux sociaux. En décembre 2019, Judy Schmidt, experte en traitement d'images spatiales et citoyenne scientifique, a remarqué des cônes étranges lors du traitement d'une image d'IC ​​5063, se demandant d'abord s'ils étaient réels, et s'ils l'étaient, s'il s'agissait d'ombres de la taille d'une galaxie, flux d'étoiles, ou autre chose.

« J'ai remarqué les rayons sombres presque immédiatement après avoir ouvert le fichier dans Photoshop et j'ai commencé à travailler pour les améliorer pour m'assurer que ce que je pensais voir était là. Je ne pouvais pas les voir dans les vignettes d'archive ou dans l'aperçu de l'étirement image dans FITS Liberator, " dit Schmidt, ajoutant que lorsqu'elle a vu pour la première fois ce qui semblait être des ombres, elle pensait, « Ce n'est pas possible, n'est-ce pas ? Dans ses premiers tweets sur le phénomène, Schmidt a demandé à ses abonnés, « Est-ce que ces cônes que je m'efforce de voir sont réels ? » » et « Que sont-ils ? C'est une galaxie active avec un trou noir supermassif au milieu. Est-ce qu'il projette des ombres de la taille d'une galaxie ? Ou s'agit-il simplement de flux d'étoiles ?

Il n'a pas fallu longtemps à Maksym et à d'autres scientifiques pour remarquer le tweet et commencer à faire des conjectures, qui a finalement conduit à la formation de l'équipe de recherche et à la découverte.

"Judy a un œil attentif pour ce qui semble bizarre, lequel, comme dans ce cas, peut avoir des implications scientifiques importantes. En décembre, elle a remarqué des "rayons noirs" s'étendant du noyau de la galaxie IC 5063 et a tweeté à ses abonnés pour leur demander s'ils pourraient être quelque chose d'intéressant, " dit Maksym, dont l'intérêt a été immédiatement piqué puisqu'il travaillait déjà sur la même galaxie sous un angle scientifique différent. "Plusieurs d'entre nous sont intervenus et ont commencé à spéculer sur la cause des rayons, et nous n'avions vraiment aucune idée au début. Lorsque vous lisez le fil Twitter, vous pouvez voir comment les idées se sont déroulées en temps réel, et transformé en cette recherche vraiment inhabituelle."

La découverte est encore nouvelle, et les scientifiques n'ont pas toutes les réponses sur la poussière et son existence, ou qu'est-ce qui cause réellement les rayons sombres ; il a à la place, a ouvert une toute nouvelle ligne d'étude et de questions auxquelles les scientifiques doivent réfléchir. « Nous ne savons pas à 100 % ce qui se passe ; toute cette découverte était inattendue, " dit Maksym. " Ensuite, d'autres scientifiques testeront nos conclusions avec de nouvelles observations et modélisations, et nous allons commencer à explorer d'autres façons de regarder IC 5063, dans d'autres gammes d'ondes, et avec d'autres instruments. C'est un projet qui ne fait que mendier de nouvelles données car il soulève plus de questions qu'il n'apporte de réponses."