Les champs magnétiques sont-ils une force directrice importante pour l'accumulation de gaz dans un trou noir supermassif (SMBH) comme celui que notre galaxie de la Voie lactée héberge ? Le rôle des champs magnétiques dans l'accrétion de gaz est peu compris, et essayer de l'observer a été un défi pour les astronomes. Chercheurs de l'Institut d'astronomie et d'astrophysique Academia Sinica (ASIAA), Taïwan, dirigé par le Dr Pei-Ying Hsieh, ont obtenu une bonne mesure en utilisant les instruments du télescope James Clerk Maxwell (JCMT). Leur résultat fournit une preuve claire que l'orientation du champ magnétique est alignée avec le tore moléculaire et les flûtes ionisées en rotation par rapport au Sagittaire A*, le trou noir au centre de la Voie lactée. Les résultats sont publiés dans Journal d'astrophysique en août 2018.

Sgr A*—Le meilleur laboratoire pour étudier l'alimentation des trous noirs dans le ciel

Sagittaire A* (Sgr A*), étant le SMBH le plus proche de la Terre, a été ciblé par de nombreux scientifiques pour comprendre la nature de l'accrétion de gaz au cours des dernières décennies. L'observation de l'accrétion de gaz sur les SMBH est essentielle pour comprendre comment elles libèrent une énergie aussi énorme.

Le disque circumnucléaire (CND) est un tore moléculaire tournant par rapport à Sgr A*, à l'intérieur desquels se trouvent des streamers de gaz ionisé appelés mini-spirales (également appelés Sgr A West) remplissant la cavité moléculaire. La mini-spirale est supposée provenir du bord intérieur du CND. Le CND, étant le "réservoir alimentaire" le plus proche de Sgr A*, est donc essentiel pour comprendre l'alimentation de Sgr A*. Cependant, la recherche de preuves physiques pour connecter le CND et la mini-spirale a intrigué les astronomes depuis leur découverte il y a 35 ans.

Des mesures intensives de mouvements dynamiques en orbite autour de Sgr A* ont été menées au cours des dernières décennies, mais son champ magnétique n'a pas été largement étudié. Ceci est uniquement dû au fait que le faible signal polarisé généré par le champ magnétique d'émission de poussière est difficile à mesurer. Cependant, le champ magnétique devrait être important pour le matériau en orbite à l'intérieur et autour du CND, car la contrainte magnétique agissant sur le disque en rotation peut exercer un couple pour extraire le moment angulaire du gaz en rotation, et ainsi entraîner des apports de gaz. En outre, la force de tension magnétique peut également retirer le gaz du trou noir. Profitant des excellentes conditions atmosphériques du Mauna Kea à 4, 000 mètres, et la grande ouverture du JCMT (15 m de diamètre), les expériences de polarisation submillimétrique ont été obtenues avec succès au centre galactique pour comprendre le rôle du champ magnétique.

Traçage de l'afflux d'accumulation magnétisé

Les astronomes ont utilisé les données de polarisation de la poussière obtenues par l'instrument JCMT-SCUPOL pour imager l'orientation du champ magnétique. Une comparaison détaillée avec des cartes interférométriques à plus haute résolution du Submillimeter Array (SMA) révèle que le champ magnétique s'aligne avec le CND. De plus, les lignes de champ magnétique observées les plus internes semblent également tracer et s'aligner avec la mini-spirale de manière cohérente. Il s'agit de la première tentative de révéler l'empreinte de l'afflux reliant le CND et la mini-spirale depuis leur découverte il y a 35 ans. La comparaison du modèle et des données renforce l'idée clé que le CND et la mini-spirale peuvent être traités comme un système d'afflux cohérent.

Ils ont découvert que le champ magnétique est dynamiquement significatif vers le CND et la mini-spirale. Cette découverte indique que le champ magnétique est capable de guider le mouvement des particules ionisées provenant du CND, et produire le motif en spirale observé de la mini-spirale. Les résultats ont montré que le champ magnétique est essentiel pour expliquer la structure de l'afflux et aidera également les chercheurs à comprendre l'image de l'afflux dans d'autres galaxies hébergeant des trous noirs similaires à Sgr A*.