Les astronomes ont peut-être résolu le mystère du comportement volatile particulier d'un trou noir supermassif au centre d'une galaxie. Les données combinées de l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA et d'autres observatoires suggèrent que le trou noir ne reçoit plus suffisamment de carburant pour faire briller son environnement.

De nombreuses galaxies ont un noyau extrêmement brillant, ou noyau, alimenté par du matériel tombant vers un trou noir supermassif. Ces soi-disant "noyaux galactiques actifs" ou AGN, sont parmi les objets les plus brillants de l'Univers.

Les astronomes classent les AGN en deux types principaux en fonction des propriétés de la lumière qu'ils émettent. Un type d'AGN a tendance à être plus brillant que l'autre. On pense généralement que la luminosité dépend de l'un ou des deux facteurs :l'AGN pourrait être obscurci par les gaz et la poussière environnants, ou il pourrait être intrinsèquement faible parce que le taux d'alimentation du trou noir supermassif est faible.

Certains AGN ont été observés pour changer une fois entre ces deux types au cours de seulement 10 ans, un clin d'œil en termes astronomiques. Cependant, l'AGN associé à la galaxie Markarian 1018 se démarque en changeant deux fois de type, d'un AGN faible à un AGN brillant dans les années 1980, puis redevenu un AGN faible au cours des cinq dernières années. Une poignée d'AGN ont été observées pour effectuer ce changement de cycle complet, mais jamais auparavant on n'avait été étudié aussi en détail. Lors du deuxième changement de type, le Markarian 1018 AGN est devenu huit fois plus faible en rayons X entre 2010 et 2016.

Après avoir découvert le caractère volage de l'AGN lors d'un projet d'étude utilisant le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO, les astronomes ont demandé et obtenu du temps pour l'observer à la fois avec l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA et le télescope spatial Hubble. Le graphique d'accompagnement montre l'AGN en lumière optique du VLT (à gauche) avec une image Chandra de la région centrale de la galaxie en rayons X montrant la source ponctuelle de l'AGN (à droite).

Les données des télescopes au sol, y compris le VLT, ont permis aux chercheurs d'exclure un scénario dans lequel l'augmentation de la luminosité de l'AGN était causée par le trou noir perturbant et consommant une seule étoile. Les données du VLT jettent également un doute sur la possibilité que les changements d'obscurcissement par le gaz intervenant provoquent des changements dans la luminosité de l'AGN.

Cependant, le véritable mécanisme responsable de la variation surprenante de l'AGN est resté un mystère jusqu'à ce que les données de Chandra et Hubble soient analysées. Les observations de Chandra en 2010 et 2016 ont montré de manière concluante que l'obscurcissement par le gaz intervenant n'était pas responsable de la baisse de la luminosité. Au lieu, modèles de la lumière optique et ultraviolette détectée par Hubble, Le Galaxy Evolution Explorer (GALEX) de la NASA et le Sloan Digital Sky Survey dans les états brillants et faibles ont montré que l'AGN s'était évanoui parce que le trou noir était privé de matière tombante. Cette famine explique aussi l'évanouissement de l'AGN en rayons X.

Une explication possible de cette famine est que l'afflux de carburant est perturbé. Cette perturbation pourrait être causée par des interactions avec un deuxième trou noir supermassif du système. Un binaire de trou noir est possible car la galaxie est le produit d'une collision et d'une fusion entre deux grandes galaxies, dont chacun contenait probablement un trou noir supermassif en son centre.

La liste des observatoires utilisés dans cette découverte comprend également la mission NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la NASA et le vaisseau spatial Swift.

Deux papiers, l'un avec le premier auteur de Bernd Husemann (précédemment à l'ESO et actuellement au Max Planck Institute for Astronomy) et l'autre avec Rebecca McElroy (Université de Sydney), décrivant ces résultats a paru dans le numéro de septembre 2016 de Astronomie &Astrophysique journal.