L'illustration principale montre la lumière de plusieurs quasars lointains perçant la moitié nord des bulles de Fermi, un écoulement de gaz expulsé par le trou noir massif de notre galaxie de la Voie lactée. Le télescope spatial Hubble a sondé la lumière des quasars pour obtenir des informations sur la vitesse du gaz et si le gaz se rapproche ou s'éloigne de la Terre. En fonction de la vitesse du matériau, l'équipe de recherche a estimé que les bulles se sont formées à partir d'un événement énergétique il y a entre 6 et 9 millions d'années. En bas à gauche :la mesure du gaz s'approchant et s'éloignant de la Terre, indiquant que le matériau se déplace à grande vitesse. Hubble a également observé la lumière des quasars qui passait à l'extérieur de la bulle nord. En haut à droite :le gaz dans l'un de ces trajets lumineux de quasar ne se rapproche ni ne s'éloigne de la Terre. Ce gaz se trouve dans le disque de la Voie lactée et ne partage pas les mêmes caractéristiques que le matériau sondé à l'intérieur de la bulle. Crédit :NASA, ESA, et Z. Levy (STScI)
Pour le trou noir supermassif au centre de notre galaxie de la Voie lactée, ça fait longtemps entre les dîners. Le télescope spatial Hubble de la NASA a découvert que le trou noir a mangé son dernier gros repas il y a environ 6 millions d'années, quand il a consommé un gros bloc de gaz entrant. Après le repas, le trou noir engorgé a fait roter une bulle de gaz colossale pesant l'équivalent de millions de soleils, qui flotte maintenant au-dessus et au-dessous du centre de notre galaxie.
Les immenses structures, surnommé les bulles de Fermi, ont été découverts pour la première fois en 2010 par le télescope spatial Fermi Gamma de la NASA. Mais les récentes observations de Hubble sur la bulle du nord ont aidé les astronomes à déterminer un âge plus précis pour les bulles et comment elles sont apparues.
"Pour la première fois, nous avons tracé le mouvement du gaz froid à travers l'une des bulles, ce qui nous a permis de cartographier la vitesse du gaz et de calculer quand les bulles se sont formées, " a déclaré le chercheur principal Rongmon Bordoloi du Massachusetts Institute of Technology à Cambridge. " Ce que nous constatons, c'est qu'un très fort, événement énergétique s'est produit il y a 6 à 9 millions d'années. C'était peut-être un nuage de gaz qui s'écoulait dans le trou noir, qui lança des jets de matière, formant les lobes jumeaux de gaz chaud observés dans les observations aux rayons X et aux rayons gamma. Depuis, le trou noir vient de manger des collations."
La nouvelle étude fait suite aux précédentes observations de Hubble qui plaçaient l'âge des bulles à 2 millions d'années.
Un trou noir est un dense, région compacte de l'espace avec un champ gravitationnel si intense que ni la matière ni la lumière ne peuvent s'en échapper. Le trou noir supermassif au centre de notre galaxie a comprimé la masse de 4,5 millions d'étoiles semblables au soleil dans une très petite région de l'espace.
Le matériau qui s'approche trop près d'un trou noir est pris dans sa puissante gravité et tourbillonne autour de la centrale électrique compacte jusqu'à ce qu'il finisse par tomber. cependant, devient si chaud qu'il s'échappe le long de l'axe de rotation du trou noir, créant un écoulement qui s'étend bien au-dessus et au-dessous du plan d'une galaxie.
Les conclusions de l'équipe sont basées sur les observations du spectrographe des origines cosmiques (COS) de Hubble, qui a analysé la lumière ultraviolette de 47 quasars distants. Les quasars sont des noyaux brillants de galaxies actives lointaines.
Des informations sur la vitesse sont imprimées sur la lumière des quasars lorsqu'elle traverse la bulle de la Voie lactée, composition, et la température du gaz à l'intérieur de la bulle en expansion.
Plusieurs quasars lointains peuvent être vus à travers la moitié nord des bulles de Fermi, un écoulement de gaz expulsé par le trou noir massif de notre galaxie de la Voie lactée. Le télescope spatial Hubble a sondé la lumière des quasars pour obtenir des informations sur la vitesse du gaz et si le gaz se rapproche ou s'éloigne de la Terre. En fonction de la vitesse du matériau, l'équipe de recherche a estimé que les bulles se sont formées à partir d'un événement énergétique il y a entre 6 et 9 millions d'années. Crédits :NASA, ESA, et Z. Levy (STScI)
Les observations COS ont mesuré la température du gaz dans la bulle à environ 17, 700 degrés Fahrenheit. Même à ces températures torrides, ce gaz est beaucoup plus froid que la plupart des gaz super chauds à la sortie, qui est de 18 millions de degrés Fahrenheit, vu dans les rayons gamma. Le gaz plus froid vu par COS pourrait être du gaz interstellaire du disque de notre galaxie qui est balayé et entraîné dans l'écoulement super chaud. COS a également identifié le silicium et le carbone comme deux des éléments balayés dans le nuage gazeux. Ces éléments communs se trouvent dans la plupart des galaxies et représentent les restes fossiles de l'évolution stellaire.
Le gaz froid traverse la bulle à 2 millions de miles par heure. En cartographiant le mouvement du gaz dans toute la structure, les astronomes ont estimé que la masse minimale du gaz froid entraîné dans les deux bulles équivaut à 2 millions de soleils. Le bord de la bulle nord s'étend sur 23, 000 années-lumière au-dessus de la galaxie.
"Nous avons tracé les sorties d'autres galaxies, mais nous n'avons jamais été en mesure de cartographier réellement le mouvement du gaz, "
dit Bordoloi. "La seule raison pour laquelle nous pourrions le faire ici, c'est parce que nous sommes à l'intérieur de la Voie lactée. Ce point de vue nous donne un siège au premier rang pour tracer la structure cinématique de l'écoulement de la Voie lactée."
Les nouvelles observations COS s'appuient sur les conclusions d'une étude Hubble réalisée en 2015 par la même équipe, dans lequel les astronomes ont analysé la lumière d'un quasar qui a percé la base de la bulle.
"Les données Hubble ouvrent une toute nouvelle fenêtre sur les bulles de Fermi, " a déclaré le co-auteur de l'étude Andrew Fox du Space Telescope Science Institute à Baltimore, Maryland. "Avant, nous savions quelle était leur taille et quelle quantité de rayonnement ils émettaient; nous savons maintenant à quelle vitesse ils se déplacent et quels éléments chimiques ils contiennent. C'est un pas en avant important." L'étude Hubble fournit également une vérification indépendante des bulles et de leur origine, détecté par les observations aux rayons X et gamma.
"Cette observation serait quasiment impossible à faire depuis le sol car il faut de la spectroscopie ultraviolette pour détecter les empreintes digitales de ces éléments, qui ne peut être fait que depuis l'espace, " dit Bordoloi. " Seulement avec COS avez-vous la couverture de longueur d'onde, la sensibilité, et la couverture de résolution spectrale pour faire cette observation."
Les résultats de Hubble sont apparus le 10 janvier 2017, édition de Le Journal d'Astrophysique .
