Il est facile d'imaginer un trou noir comme une sorte de drain cosmique tout-puissant, un gouffre de gravité super-forte qui accroche et avale les nébuleuses ou les étoiles qui passent. S'il est vrai que nous ne pouvons pas observer la matière une fois qu'elle traverse l'horizon des événements d'un trou noir, les scientifiques se concentrent sur ce qui se passe dans les marges, où les nuages ​​​​moléculaires libèrent de grandes quantités d'énergie lorsqu'ils entourent le bouchon.

Des scientifiques de l'UE se penchent sur ce qui arrive au gaz rejeté par la vitesse féroce d'un trou noir, et comment cela peut influencer la formation d'étoiles dans des galaxies comme la nôtre, et même l'espace interstellaire.

L'astronome Dr Bjorn Emonts, du National Radio Astronomy Observatory aux États-Unis, a utilisé certains des plus grands radiotélescopes du monde pour étudier ce qui arrive à de tels jets de gaz dans le cadre du projet BLACK HOLES AND JWST financé par l'UE.

"Nous voulions voir comment les trous noirs peuvent affecter l'évolution des galaxies dans leur ensemble, " il a dit.

À l'aide de radiotélescopes avancés dans le désert d'Atacama au nord du Chili, situé à 5 000 mètres d'altitude, Le Dr Emonts peut détecter les signatures spectrales caractéristiques des molécules de gaz lorsqu'elles sont poussées vers l'extérieur par le trou noir.

"Si vous avez un trou noir en rotation avec un disque d'accrétion (des particules en orbite autour du trou noir), il peut en fait agir comme une sorte de dynamo. Il peut déclencher des champs magnétiques de chaque côté du disque d'accrétion et ces champs magnétiques peuvent piéger des particules chargées, " il a dit.

"Ce que vous obtenez, ce sont deux jets … qui peuvent vraiment se propager très loin du trou noir – ils peuvent traverser toute la galaxie et même influencer les environs."

Presque toutes les galaxies sont susceptibles d'avoir un trou noir supermassif en rotation en son centre. Le Dr Emonts a découvert que la galaxie de la libellule, un ancien système de l'univers primitif composé de galaxies en fusion, avait des jets de particules ressemblant à des tornades sortant de son trou noir qui pourrait, En réalité, lancer sa formation en étoile.

"Nous avons en fait vu que la quantité de gaz déplacée est la même que celle des étoiles qui se forment, ", a déclaré le Dr Emonts.

En balayant les ondes radio pour détecter le monoxyde de carbone dans un autre système stellaire, la galaxie toile d'araignée, il a également pu montrer que le gaz moléculaire pouvait exister et former des étoiles en dehors des galaxies, et que des jets de particules pourraient même aider le processus en déclenchant le refroidissement.

Le Dr Emonts espère que ces découvertes jetteront les bases de l'utilisation de la prochaine génération de télescope spatial, le télescope James Webb, qui peut voir le gaz moléculaire près des trous noirs avec des détails sans précédent. Cela conduira à une compréhension encore plus approfondie du rôle important que jouent les trous noirs dans l'évolution des galaxies.

Collisions de rayons X

Une autre façon de détecter l'énergie émise par les disques d'accrétion de trous noirs consiste à utiliser le spectre des rayons X. Docteur Gabriele Ponti, qui a dirigé le projet HIGH-Z &MULTI-λ financé par l'UE à l'institut Max Planck en Allemagne, a déclaré:"La plupart des émissions de matériaux qui tombent dans les trous noirs sont des rayons X."

Son objectif était de rechercher des preuves que les éruptions de rayons X sont causées lorsque des nuages ​​​​de gaz traversent des trous noirs supermassifs au centre des galaxies.

Pour la première fois, il a pu observer une éruption de rayons X alors que des nuages ​​de gaz étaient aspirés dans le trou noir au centre de notre galaxie, appelé Sagittaire A*. Néanmoins, il est encore trop tôt pour dire avec certitude si cela peut être la seule raison de l'augmentation des rayons X.

"Les rayons X sont très brillants. Si vous faites une réaction nucléaire, vous n'avez qu'une petite fraction de l'énergie de la matière qui est libérée - l'accrétion de trous noirs est beaucoup plus efficace, " a déclaré le Dr Ponti.

De meilleures observations des émissions des disques d'accrétion de trous noirs peuvent également conduire à une meilleure compréhension de la taille des trous noirs, ainsi que comment ils aident exactement à la formation d'étoiles.

"Nous avons observé un échantillon de trous noirs supermassifs à proximité et nous avons mesuré leur variabilité, et nous avons vu qu'il est extrêmement bien corrélé avec la masse du trou noir, " a déclaré le Dr Ponti.

Cette corrélation peut être utilisée pour déterminer la distance, car ils peuvent corréler l'intensité des émissions avec la masse et la distance de l'objet.

Formation d'étoiles

« Si la terre était de la taille de la galaxie, un trou noir serait aussi gros que votre ongle. Pourtant, cet objet peut influencer la physique de quelque chose de la taille de la terre, " a déclaré le Dr Ponti.

Pour mieux comprendre le vent de particules qui se dégage des trous noirs supermassifs, Le Dr Ponti a examiné les trous noirs de masse stellaire, des millions de fois plus petits que ceux des noyaux galactiques, et plus maniable.

La chose surprenante qu'ils ont observée était qu'ils ne voyaient les vents qu'occasionnellement, en fonction de l'orientation du disque d'accrétion par rapport à la terre. Cela signifiait que ces vents soufflaient sur le même plan que le disque.

"Lorsque le disque d'accrétion est face, notre ligne de mire ne traverse pas le vent et donc nous ne l'observons pas par absorption, " a déclaré le Dr Ponti.

De tels vents de particules, transportant du gaz qui peut former des étoiles, sont probablement une caractéristique de la plupart des trous noirs, et certaines études ont émis l'hypothèse qu'ils pourraient même rejeter plus de matière que certains trous noirs n'en absorbent. Cela s'ajoute à la preuve croissante que les trous noirs ne sont pas seulement une force destructrice intergalactique, mais plutôt un acteur clé dans la formation des galaxies.