Un jet ricochant provenant d'un trou noir géant a été capturé par l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA, comme indiqué dans notre dernier communiqué de presse. Dans cette image composite de Cygnus A, Radiographies de Chandra (rouge, vert, et bleu qui représentent bas, rayons X de moyenne et haute énergie) sont combinés avec une vue optique du télescope spatial Hubble des galaxies et des étoiles dans le même champ de vision. Les données de Chandra révèlent la présence de puissants jets de particules et d'énergie électromagnétique qui ont jailli du trou noir. Le jet de gauche a percuté un mur de gaz chaud, puis ricoché pour percer un trou dans un nuage de particules énergétiques, avant qu'il n'entre en collision avec une autre partie de la paroi de gaz.

Une version étiquetée décrit les principales caractéristiques décrites ci-dessus. La figure principale montre l'emplacement du trou noir supermassif, les jets, le point où le jet de gauche a ricoché sur un mur de gaz intergalactique ("hotspot E"), et le point où le jet a ensuite heurté le gaz intergalactique une seconde fois ("hotspot D"). L'encart contient une vue rapprochée des points chauds à gauche et le trou percé par le jet rebondissant, qui entoure le point chaud E. L'image dans l'encart combine les rayons X des trois gammes d'énergie pour donner la plus grande sensibilité pour montrer des structures fines telles que le trou.

Le trou est visible car le trajet du jet rebondissant entre les points chauds E et D est presque directement le long de la ligne de visée vers la Terre, comme le montre la figure schématique représentant la vue de Cygnus A d'en haut. Un rebond similaire du jet s'est probablement produit entre les points chauds A et B, mais le trou n'est pas visible car le chemin n'est pas le long de la ligne de mire de la Terre.

Cygnus A est une grande galaxie qui se trouve au milieu d'un amas de galaxies à environ 760 millions d'années-lumière de la Terre. Un trou noir supermassif au centre de Cygnus A se développe rapidement alors qu'il attire la matière tourbillonnant autour de lui dans son emprise gravitationnelle. Au cours de ce processus, une partie de cette matière est redirigée loin du trou noir sous forme de faisceaux étroits, ou des jets. De tels jets peuvent affecter de manière significative l'évolution de la galaxie et de son environnement.

Dans une observation profonde qui a duré 23 jours, les scientifiques ont utilisé Chandra pour créer une carte très détaillée des jets et du gaz intergalactique, qu'ils utilisaient pour suivre la trajectoire des jets du trou noir. Le jet de gauche s'est dilaté après avoir ricoché et a créé un trou dans le nuage de particules environnant qui se situe entre 50, 000 et 100, 000 années-lumière de profondeur et seulement 26, 000 années-lumière de large. Pour le contexte, la Terre est située à environ 26, 000 années-lumière du centre de la Voie lactée.

Les scientifiques s'efforcent de déterminer quelles formes d'énergie - l'énergie cinétique, chaleur ou rayonnement - le jet transporte. La composition du jet et les types d'énergie déterminent le comportement du jet lorsqu'il ricoche, comme la taille du trou qu'il crée. Des modèles théoriques du jet et de ses interactions avec le gaz environnant sont nécessaires pour tirer des conclusions sur les propriétés du jet.

L'énergie produite par les jets des trous noirs peut chauffer le gaz intergalactique dans les amas de galaxies et l'empêcher de se refroidir et de former un grand nombre d'étoiles dans une galaxie centrale comme Cygnus A. Ainsi, l'étude de Cygnus A peut en dire plus aux scientifiques sur la façon dont les jets des trous noirs interagissent avec leur environnement.

Ces résultats ont été présentés lors de la 233e réunion de l'American Astronomical Society à Seattle, WASHINGTON, dans une étude menée par Amalya Johnson de l'Université Columbia à New York. Le Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, Alabama, gère le programme Chandra pour la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington. L'observatoire d'astrophysique Smithsonian à Cambridge, Massachusetts, contrôle la science et les opérations aériennes de Chandra.