Crédit :Université du Colorado à Boulder
Une équipe dirigée par des chercheurs de CU Boulder a attrapé un trou noir supermassif dans une galaxie lointaine en train de grignoter du gaz puis de "roter" - pas une seule fois, mais deux fois.
CU Boulder Professeure adjointe Julie Comerford, qui a dirigé l'étude, a déclaré que le trou noir supermassif à l'étude semble avoir éructé - essentiellement en projetant des jets de lumière vive du gaz qu'il a inhalé - deux fois sur une durée d'environ 100, 000 ans. Alors que les astronomes ont prédit que de tels objets peuvent clignoter à la suite d'événements d'alimentation en gaz, c'est l'une des rares fois où l'on a été pris en flagrant délit.
Les trous noirs supermassifs - qui sont des millions de fois plus lourds que notre soleil et sont censés être au cœur de pratiquement toutes les galaxies - sont comme des trous noirs ordinaires de manière basique :des régions avec des effets gravitationnels si forts que rien, même pas de lumière, peut s'échapper. Mais lorsque les zones autour des trous noirs supermassifs émettent de la lumière provenant d'épisodes d'alimentation, ils sont connus sous le nom de quasars, a déclaré Comerford du département des sciences astrophysiques et planétaires de CU Boulder.
"Nous voyons cet objet festoyer, rot et sieste, et puis festin, rot et sieste encore une fois, que la théorie avait prédit, " dit-elle. " Heureusement, nous avons observé cette galaxie à un moment où nous pouvions clairement voir les deux événements."
Un article sur le sujet a été publié dans un récent numéro de The Journal d'astrophysique . Comerford a présenté les conclusions de l'équipe lors d'un point de presse le 11 janvier lors de la 231e réunion de l'American Astronomical Society qui s'est tenue du 8 au 12 janvier à Washington D.C.
La galaxie à l'étude, connu des chercheurs sous le nom de J1354, est à environ 900 millions d'années-lumière de la Terre. En comparaison, une année-lumière équivaut à environ six mille milliards de milles.
L'équipe a utilisé les observations de deux télescopes spatiaux - le télescope spatial Hubble et l'observatoire à rayons X Chandra - ainsi que le W.M. Observatoire Keck à Mauna Kea, Hawaii, et l'observatoire Apache Point près de Sunspot, Nouveau Mexique. L'installation d'Apache Point appartient à l'Astrophysical Research Consortium, un groupe de 10 instituts de recherche américains qui comprend CU Boulder.
Il s'agit d'une image de la galaxie SDSS J1354+1327 (en bas au centre) et de sa galaxie compagne SDSS J1354+1328 (en haut à droite). Le panneau en médaillon à droite est une image en quatre couleurs qui combine le rouge Hubble, expositions filtrées en vert et en bleu avec des observations aux rayons X de Chandra colorées en violet. L'image de Hubble montre la bulle nord de gaz ionisé chaud à proximité d'un trou noir supermassif. Le trou noir semble avoir projeté des jets de lumière vive provenant du gaz qu'il accumule de la galaxie compagnon. Cela s'est produit deux fois au cours des 100 derniers, 000 ans. Alors que les astronomes ont prédit que de tels objets peuvent clignoter à la suite d'événements d'alimentation en gaz, c'est la première fois qu'on est pris en flagrant délit de façon convaincante. La paire de galaxies est à 800 millions d'années-lumière de la Terre. Crédit :NASA , ESA, et J. Comerford (Université du Colorado-Boulder)
Alors pourquoi le trou noir a-t-il eu deux repas séparés ? La réponse réside dans une galaxie compagne liée à J1354 par des flux d'étoiles et de gaz, dit Comerford. L'équipe a conclu que la matière de la galaxie compagne a tourbillonné au centre de J1354, puis a été mangée par le trou noir supermassif.
Comerford a déclaré que l'équipe avait observé une émission résiduelle au sud du centre de la galaxie qui indiquait qu'il y avait eu un festin de trous noirs il y a environ un million d'années. Au nord, ils virent une boucle de gaz qui signala le rot le plus récent.
L'observatoire Chandra a capté de grandes quantités d'émissions de rayons X de J1354, montrant que la poussière et le gaz ont été chauffés à des millions de degrés alors que le matériau tombait vers le centre du trou noir supermassif. Le spectre des rayons X montre que le trou noir supermassif se trouve dans un épais voile de poussière et de gaz, dit Comerford.
"Cette galaxie nous a vraiment pris au dépourvu, " a déclaré Rebecca Nevin, étudiante au doctorat à CU Boulder, un co-auteur de l'étude qui a utilisé les données d'Apache Point pour examiner les vitesses et les intensités de la lumière du gaz et des étoiles dans J1354. "Nous avons pu montrer que le gaz de la partie nord de la galaxie était compatible avec un bord avançant d'une onde de choc, et le gaz du sud correspondait à un écoulement de quasar plus ancien."
Même notre galaxie de la Voie lactée a eu au moins un rot, dit Comerford. En 2010, une autre équipe de recherche a découvert un éructation de la Voie lactée en utilisant les observations de l'observatoire de rayons gamma Fermi en orbite pour observer le bord de la galaxie. Les astronomes ont vu des jets de gaz surnommés "bulles de Fermi" qui brillent dans les portions de rayons gamma et de rayons X du spectre électromagnétique.
"Ce sont les types de bulles que nous voyons après un événement d'alimentation de trou noir, " a déclaré Comerford.
Les autres co-auteurs de la nouvelle étude comprennent les boursiers postdoctoraux Scott Barrows et Francisco Muller-Sanchez de CU Boulder, Professeur Jenny Greene de l'Université de Princeton, Le professeur David Pooley de l'Université Trinity, Daniel Stern du Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, Californie, et le professeur Fiona Harrison du California Institute of Technology.
