Vue d'artiste d'un beignet de poussière et de gaz entourant un trou noir supermassif actif NASA/JPL-Caltech Certaines galaxies contiennent des trous noirs supermassifs qui sont des mangeurs voraces, consommer du gaz, la poussière et tout ce qui s'éloigne trop près, y compris la lumière. Dans leur frénésie alimentaire, ces mastodontes génèrent beaucoup d'énergie au cœur de leurs galaxies hôtes, éblouissant le cosmos avec un rayonnement puissant. Le trou noir supermassif central de notre galaxie, Sagittaire A*, est un minou endormi en comparaison.
Ces cœurs galactiques palpitants sont appelés "noyaux galactiques actifs, " ou AGN, et, dans une nouvelle recherche publiée en ligne dans la revue Nature le 27 septembre, un groupe international de chercheurs a renversé une théorie fondamentale (la théorie unifiée) qui, selon les astronomes, caractérise ces AGN. La recherche pourrait nous aider à mieux comprendre comment les galaxies et les trous noirs supermassifs ont évolué les uns avec les autres.
En observant ces galaxies brillantes, les astronomes ont remarqué deux types différents d'AGN. Certaines galaxies avaient un AGN très brillant (Type I), tandis que d'autres AGN étaient faibles (Type II). Après des décennies d'études utilisant différents télescopes sensibles à une gamme de fréquences, les astronomes pensaient que ces deux types d'AGN étaient une seule et même chose – la raison de ces deux types n'était qu'une question de perspective.
"On pensait que ce que nous voyions était essentiellement une configuration de poussière et de gaz autour du trou noir qui ressemble en quelque sorte à un beignet gonflé – ou à un tore, " dit l'astronome Richard Mushotzky, professeur à l'Université du Maryland et co-auteur de l'étude.
"Donc, pour les Type II, nous regardons les trous noirs à travers le côté du beignet, où il y a beaucoup de poussière et de gaz dans notre champ de vision ; Les types I sont lorsque nous regardons du haut du beignet [avec peu de poussière et de gaz dans notre champ de vision], " il explique.
Il s'ensuit alors que le Type I sera plus brillant que le Type II. Cependant, Mushotzky fait valoir, il y a eu un nombre croissant de preuves spectroscopiques suggérant que, En réalité, là est une différence physique entre les deux types d'AGN - et elle n'est pas causée par une forme de beignet.
En utilisant les données du Burst Alert Telescope (BAT) attaché au télescope spatial Swift de la NASA, les chercheurs pouvaient « voir » à travers n'importe quel gaz et poussière entourant plus de 800 trous noirs alimentant les centres des galaxies. BAT voit l'univers en rayons X durs – les mêmes rayons X que les radiologues utilisent pour « voir » nos squelettes à travers notre corps – donc peu importe sous quel angle Swift regardait l'AGN, il peut traverser n'importe quel nuage et voir exactement combien d'énergie les trous noirs supermassifs génèrent.
En complément de Swift, les chercheurs ont utilisé les données d'une douzaine d'autres télescopes au sol dans le monde, nécessitant une collaboration mondiale de scientifiques appelée le consortium BAT AGN Spectroscopic Survey (BASS). Avec ces données, les chercheurs ont révélé que les AGN de type I et de type II sont en fait différents, structurellement et énergétiquement.
"Cette étude dit que oui, là est quelque chose d'intrinsèquement différent - et c'est essentiellement la vitesse à laquelle les trous noirs se nourrissent, " dit Moushotzky.
Bien qu'ils soient souvent considérés comme des dévoreurs insatiables de toute matière, même les trous noirs supermassifs ont leurs limites. "Il y a une vitesse maximale à laquelle un trou noir peut se nourrir - si vous essayez de bourrer plus de matière que le maximum, le trou noir le rejette fondamentalement; c'est un mangeur difficile, " ajoute Mushotzky.
Donc, la plus grande différence entre les types AGN est que les types I sont entourés de plus de poussière et de gaz, rejetant ainsi plus de matière et alimentant des émissions d'énergie beaucoup plus élevées que les types II. C'est la raison sous-jacente pour laquelle les types I sont si brillants :ces trous noirs consomment la matière environnante jusqu'à ce qu'ils, au sens propre, ne peut plus manger.
Un casse-tête en astronomie est de savoir comment les trous noirs supermassifs ont évolué avec leurs galaxies. Comme la plupart des galaxies sont connues pour contenir des trous noirs monstres, la question évidente est :comment les trous noirs affectent-ils l'évolution des galaxies et vice versa ?
Comme les galaxies avec des trous noirs actifs dans leurs noyaux fournissent un moyen d'observer d'énormes quantités de rayonnement généré et son impact sur les galaxies, Les AGN ont servi de laboratoire pour étudier la formation des étoiles dans ces lieux tumultueux. Mais les étoiles des galaxies de type I sont difficiles à observer – des noyaux extrêmement brillants noient la lumière des étoiles de la galaxie. Comme le modèle unifié supposait que les types I et II sont fondamentalement les mêmes, les astronomes ont généralement étudié les types II à la place – car ils ont des noyaux plus faibles et les étoiles des galaxies peuvent facilement être vues.
Mais, comme le confirme cette nouvelle découverte, cette idée est erronée, dit Moushotzky. Il y a eu un biais pour étudier uniquement les types II, et les types I ont été négligés.
"Maintenant que nous savons que le Type I [les trous noirs] crachent plus d'énergie que les Type II, nous devons réexaminer ce que nous avons conclu avant, " il dit.
Maintenant c'est aléatoireEn parlant de beignets, certains soutiennent que le plus gros beignet jamais créé était une confiserie de gelée qui s'étendait sur 4,9 mètres de large et 0,4 mètre de haut. Et pourtant, il ne tient toujours pas une bougie à un "beignet" entourant un trou noir.
