Cette illustration montre comment une partie de la lumière provenant d'un disque autour d'un trou noir est repliée sur le disque lui-même en raison de la gravité du trou noir monstrueux. La lumière est ensuite réfléchie par le disque. Les astronomes utilisant les données de la défunte mission Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) de la NASA ont pu faire la distinction entre la lumière provenant directement du disque et la lumière réfléchie. La matière bleuâtre qui sort du trou noir est un jet sortant de particules énergétiques. Crédit :NASA/JPL-Caltech/R. Blessé (IPAC)/R. Connors (Caltech)
Vous avez peut-être entendu dire que rien n'échappe à l'emprise gravitationnelle d'un trou noir, même pas de lumière. C'est vrai à proximité immédiate d'un trou noir, mais un peu plus loin, dans des disques de matière qui tourbillonnent autour de trous noirs, la lumière peut s'échapper. En réalité, c'est la raison pour laquelle les trous noirs en croissance active brillent de rayons X brillants.
Maintenant, une nouvelle étude acceptée pour publication dans Le Journal d'Astrophysique offre la preuve que, En réalité, toute la lumière provenant du disque environnant d'un trou noir ne s'échappe pas facilement. Une partie cède à l'attraction monstrueuse du trou noir, se retourne, puis rebondit finalement sur le disque et s'échappe.
"Nous avons observé de la lumière venant de très près du trou noir qui essaie de s'échapper, mais au lieu de cela est tiré en arrière par le trou noir comme un boomerang, " dit Riley Connors, auteur principal de la nouvelle étude et chercheur postdoctoral à Caltech. "C'est quelque chose qui a été prédit dans les années 1970, mais n'avait pas été montré jusqu'à maintenant."
Les nouvelles découvertes ont été rendues possibles en passant au peigne fin les observations d'archives de la défunte mission Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) de la NASA, qui a pris fin en 2012. Les chercheurs ont spécifiquement examiné un trou noir autour duquel tourne une étoile semblable au soleil; ensemble, la paire s'appelle XTE J1550-564. Le trou noir "se nourrit" de cette étoile, tirant le matériau sur une structure plate autour d'elle, appelée disque d'accrétion. En regardant de près la lumière des rayons X provenant du disque alors que la lumière spirale vers le trou noir, l'équipe a trouvé des empreintes indiquant que la lumière avait été repliée vers le disque et réfléchie.
"Le disque s'illumine essentiellement de lui-même, " dit le co-auteur Javier Garcia, professeur assistant de recherche en physique à Caltech. "Les théoriciens avaient prédit quelle fraction de la lumière se replierait sur le disque, et maintenant, pour la première fois, nous avons confirmé ces prédictions."
Les scientifiques disent que les nouveaux résultats offrent une autre confirmation indirecte de la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein, et aidera également dans les futures mesures des taux de spin des trous noirs, quelque chose qui est encore mal compris.
"Comme les trous noirs peuvent potentiellement tourner très vite, non seulement ils courbent la lumière mais la tordent, " dit Connors. " Ces observations récentes sont une autre pièce du puzzle pour essayer de comprendre à quelle vitesse les trous noirs tournent. "
La nouvelle étude s'intitule "Evidence for Returning Disk Radiation in the Black Hole X-ray Binary XTEJ1550-564".
