Les astronomes ont examiné de plus près la galaxie relativement proche Messier 87 (ou M87) pour étudier le jet de son noyau galactique actif (AGN). La nouvelle recherche, décrit dans un article publié le 31 juillet sur arXiv.org, fournit des informations importantes sur les paramètres du jet, ce qui pourrait améliorer la compréhension des AGN en général.

Les AGN s'accumulent, des trous noirs super-massifs résidant au centre de certaines galaxies, émettant puissant, rayonnement à haute énergie car ils accumulent du gaz et de la poussière. Ces noyaux peuvent former des jets, ayant la plupart du temps cylindrique, formes coniques ou paraboliques, qui sont observés même sur des échelles mégaparsec.

Situé à quelque 53,5 millions d'années-lumière dans l'amas de la Vierge, M87 est une galaxie elliptique supergéante. Il abrite l'un des AGN à jets les plus connus et les plus remarquables découverts à ce jour. Le jet de M87 est facilement détecté à diverses échelles physiques, qui a permis aux astronomes d'obtenir de nombreuses images de haute qualité de cette caractéristique. Cela en fait une source unique pour étudier la physique des jets dans l'accrétion des trous noirs.

Maintenant, un trio d'astronomes de l'Université d'Amsterdam, les Pays-Bas, dirigé par Matteo Lucchini, a mené une autre étude sur M87, s'est concentré sur l'étude des propriétés de son jet AGN. Ils ont analysé l'ensemble de données disponible, principalement des vaisseaux spatiaux Chandra et Fermi de la NASA, afin de dévoiler les paramètres clés du jet.

"Dans ce document, nous utilisons un modèle multizone conçu comme une paramétrisation de la magnéto-hydrodynamique relativiste générale (GRMHD); pour la première fois, nous reproduisons simultanément la forme observée du jet et la distribution spectrale d'énergie à plusieurs longueurs d'onde (SED). On retrouve de fortes contraintes sur les paramètres physiques clés du jet, tels que l'emplacement de l'accélération des particules et la puissance cinétique, " ont écrit les astronomes dans le journal.

L'étude a révélé que l'emplacement de l'accélération des particules se produit très près du trou noir, beaucoup plus près du moteur central que la distance d'accélération. Notamment, des images d'interférométrie à très longue ligne de base (VLBI) à haute résolution du jet montrent un "pincement" de l'écoulement autour de cette distance. Cette, selon les chercheurs, suggère que l'injection initiale de l'accélération des particules dans le jet peut être influencée par cette région de pincement.

De plus, les astronomes ont fait correspondre la dynamique et la forme du jet de leur modèle avec celles déduites de l'imagerie directe de l'écoulement à travers le VLBI. Cela leur a permis de découvrir que la principale contribution au flux limité de rayons gamma du cœur est due à la diffusion Compton inverse de la lumière des étoiles de la galaxie hôte, plutôt que l'auto-compton synchrotron (SSC).

Par ailleurs, la recherche a révélé que dans le cas de M87, les leptons rayonnants doivent être accélérés jusqu'à des facteurs de Lorentz très élevés afin d'étendre le spectre synchrotron jusqu'à la gamme d'énergie de Chandra. L'étude a également révélé que la distribution des particules dans le jet est cohérente avec le fait qu'elle est isotherme, même au-delà de la zone de dissipation.

Résumant les résultats, les astronomes ont souligné l'importance de leur étude, notant que cela pourrait être fondamental pour les futures investigations de M87 et d'autres AGN à jets.

"Nos résultats ont des implications importantes à la fois pour les comparaisons de simulations GRMHD avec des observations, et pour les modèles unifiés de classes AGN. (…) Nos résultats sont particulièrement importants à la lumière des prochaines observations de M87 avec le télescope Event Horizon, qui fournissent une imagerie encore plus détaillée des régions proches du trou noir, " ont conclu les auteurs de l'article.

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