Les jets des doubles trous noirs changent de direction en continu. L'effet peut expliquer les caractéristiques de cette carte radio 5 GHz de 3C 334 et de nombreuses sources radio puissantes dans le ciel. Le jet émane du noyau d'une galaxie (ses étoiles ne sont pas visibles aux fréquences radio) à environ 10 milliards d'années-lumière de la nôtre. L'image s'étend sur cinq millions d'années-lumière de gauche à droite. La structure particulière des jets signifie un changement périodique de la direction du jet (précession), un effet qui est prédit pour les jets des paires de trous noirs. Le diagramme en médaillon illustre schématiquement les processus physiques dans la paire de trous noirs. Des jets peuvent se former dans les disques de gaz autour des trous noirs. La direction des jets est liée à la rotation du trou noir. L'axe de rotation est représenté par une flèche rouge. Ce dernier change de direction périodiquement en raison de la présence du deuxième trou noir. Crédit :M. Krause / Université du Hertfordshire
Nouvelle recherche, publié aujourd'hui dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society , a trouvé des preuves d'un grand nombre de trous noirs doubles supermassifs, précurseurs probables de gigantesques événements de fusion de trous noirs. Cela confirme la compréhension actuelle de l'évolution cosmologique - que les galaxies et leurs trous noirs associés fusionnent avec le temps, formant des galaxies et des trous noirs de plus en plus gros.
Les astronomes de l'Université du Hertfordshire, avec une équipe internationale de scientifiques, ont examiné des cartes radio de sources de jets puissants et trouvé des signes qui seraient généralement présents lors de l'observation de trous noirs en orbite étroite les uns autour des autres.
Avant que les trous noirs ne fusionnent, ils forment un trou noir binaire, où les deux trous noirs tournent l'un autour de l'autre. Les télescopes à ondes gravitationnelles ont pu mettre en évidence la fusion de petits trous noirs depuis 2015, en mesurant les fortes poussées d'ondes gravitationnelles qui sont émises lors de la fusion des trous noirs binaires, mais la technologie actuelle ne peut pas être utilisée pour démontrer la présence de trous noirs binaires supermassifs.
Les trous noirs supermassifs émettent des jets puissants. Lorsque des trous noirs binaires supermassifs sont en orbite, le jet émanant du noyau d'une galaxie change périodiquement de direction. Les astronomes de l'Université du Hertfordshire ont étudié la direction dans laquelle ces jets sont émis, et les écarts dans ces directions ; ils ont comparé la direction des jets avec celle des lobes radio (qui stockent toutes les particules qui sont jamais passées par les canaux des jets) pour démontrer que cette méthode peut être utilisée pour indiquer la présence de trous noirs binaires supermassifs.
Dr Martin Krause, auteur principal et maître de conférences en astronomie à l'Université de Hertfordshire, a déclaré:"Nous avons étudié les jets dans différentes conditions pendant longtemps avec des simulations informatiques. Dans cette première comparaison systématique avec des cartes radio à haute résolution des sources radio les plus puissantes, nous avons été étonnés de trouver des signatures compatibles avec la précession des jets dans les trois quarts des sources."
Le fait que les jets les plus puissants soient associés à des trous noirs binaires pourrait avoir des conséquences importantes pour la formation d'étoiles dans les galaxies; les étoiles se forment à partir de gaz froid, des jets chauffent ce gaz et suppriment ainsi la formation d'étoiles. Un jet qui se dirige toujours dans la même direction ne chauffe qu'une quantité limitée de gaz dans son voisinage. Cependant, les jets des trous noirs binaires changent de direction en continu. Par conséquent, ils peuvent chauffer beaucoup plus de gaz, supprimer la formation d'étoiles beaucoup plus efficacement, et ainsi contribuer à maintenir le nombre d'étoiles dans les galaxies dans les limites observées.
