Bande douce lissée (0,5 - 1,2 keV) Image Chandra de NGC 1600. Crédit :James Runge et Stephen A. Walker, 2021.
En utilisant l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA, des astronomes de l'Université de l'Alabama à Huntsville ont étudié la région centrale de la galaxie NGC 1600, en se concentrant sur son trou noir ultramassif (UMBH). Résultats de l'étude, présenté dans un article publié le 11 février sur le serveur de pré-impression arXiv, faire la lumière sur les propriétés de cette UMBH.
A une distance d'environ 150, 000, 000 années-lumière de la Terre, NGC 1600 est une galaxie elliptique de la constellation de l'Éridan. Il a une masse d'environ 1 000 milliards de masses solaires, et malgré le fait qu'il appartient à un groupe relativement petit de seulement quelques galaxies, NGC 1600 héberge un trou noir extrêmement massif, dont la masse est estimée à 17 milliards de masses solaires.
Les propriétés de l'UMBH en NGC 1600, surtout sa masse énorme et sa proximité relativement proche, en font une excellente cible pour laquelle des profils de température et de densité résolus spatialement peuvent être obtenus dans le rayon de Bondi, un rayon calculé de la région autour de la galaxie à partir de laquelle le milieu environnant est susceptible d'être attiré et accrété. D'où, James Runge et Stephen A. Walker de l'Université de l'Alabama ont décidé d'employer Chandra pour mener une telle étude.
"En utilisant de nouvelles observations profondes de Chandra en conjonction avec les données d'archives Chandra de NGC 1600, nous avons déterminé les profils de température et de densité dans le rayon d'accrétion de Bondi, jusqu'à un rayon de ∼0.16 kpc du trou noir ultramassif central, ", ont écrit les chercheurs dans le journal.
L'étude a analysé les propriétés des gaz chauds dans le rayon d'accrétion de Bondi (estimé entre 1, 240 et 1, 760 années-lumière. Les chercheurs ont détecté deux composants de température statistiquement significatifs à moins de 9, 780 années-lumière et a constaté que le profil de température augmente très légèrement dans le rayon de Bondi.
Les résultats sont surprenants, comme ils sont en contraste avec l'augmentation attendue de la température vers le centre que l'on pourrait attendre de l'accrétion classique de Bondi, ce qui suggère que la dynamique du gaz n'est pas déterminée par le trou noir. Cependant, les astronomes ont noté qu'il y a une possibilité que la température augmente sur des échelles plus petites que celles qui peuvent être étudiées.
Le taux d'accrétion de masse au rayon de Bondi a été calculé à un niveau d'environ 0,1 à 0,2 masse solaire par an. Les chercheurs ont découvert qu'à l'intérieur du rayon de Bondi, le profil de densité suit une loi de puissance plus plate que prévu pour l'accrétion de Bondi classique.
"Le profil de densité suit un ∝ r relativement peu profond −[0,61±0,13] relation dans le rayon de Bondi, ce qui suggère que le taux d'accrétion réel sur le trou noir peut être inférieur au taux d'accrétion classique de Bondi, ", ont expliqué les astronomes.
La recherche a également révélé que l'entropie calculée tombe en dessous d'une valeur critique de 30 keV cm 2 dans les 9, 800 années-lumière, ce qui est caractéristique des systèmes présentant des instabilités thermiques.
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