En utilisant les données de l'enquête all-sky SRG/eROSITA, des scientifiques de l'Institut Max Planck de physique extraterrestre ont découvert deux galaxies auparavant au repos qui présentent maintenant des éruptions quasi-périodiques. Les noyaux de ces galaxies s'illuminent en rayons X toutes les quelques heures, atteignant des pics de luminosité comparables à celui d'une galaxie entière. L'origine de ce comportement pulsatoire n'est pas claire. Une cause possible est un objet stellaire en orbite autour du trou noir central. Comme ces galaxies sont relativement proches et petites, cette découverte pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre comment les trous noirs sont activés dans les galaxies de faible masse.

Les quasars ou "noyaux galactiques actifs" (AGN) sont souvent appelés les phares de l'univers lointain. La luminosité de leur région centrale, où un trou noir très massif accumule de grandes quantités de matière, peut être des milliers de fois supérieure à celle d'une galaxie comme notre Voie lactée. Cependant, contrairement à un phare, AGN brille en continu.

"Dans l'enquête eROSITA all-sky, nous avons maintenant trouvé deux galaxies auparavant au repos avec d'énormes, des impulsions aiguës presque périodiques dans leur émission de rayons X, " dit Riccardo Arcodia, doctorat étudiant à l'Institut Max Planck de Physique Extraterrestre (MPE), qui est le premier auteur de l'étude maintenant publiée dans La nature . Ces types d'objets sont assez nouveaux :seules deux sources de ce type étaient connues auparavant, trouvé par hasard ou dans des données d'archives au cours des deux dernières années. "Comme ce nouveau type de sources en éruption semble être particulier aux rayons X, nous avons décidé d'utiliser eROSITA comme enquête à l'aveugle et en avons immédiatement trouvé deux autres, " il ajoute.

Le télescope eROSITA scanne actuellement tout le ciel en rayons X et le flux de données continu est bien adapté pour trouver des événements transitoires tels que ces éruptions. Les deux nouvelles sources découvertes par eROSITA ont montré une variabilité des rayons X de grande amplitude en quelques heures seulement, ce qui a été confirmé par des observations de suivi avec les télescopes à rayons X XMM-Newton et NICER. Contrairement aux deux objets similaires connus, les nouvelles sources découvertes par eROSITA n'étaient pas auparavant des noyaux galactiques actifs.

"C'était normal, galaxies moyennes de faible masse avec des trous noirs inactifs, " explique Andrea Merloni de MPE, chercheur principal d'eROSITA. "Sans ces soudains, en répétant les éruptions de rayons X, nous les aurions ignorés.» Les scientifiques ont maintenant la possibilité d'explorer les environs des plus petits trous noirs super-massifs. Ceux-ci ont 100 000 à 10 millions de fois la masse de notre Soleil.

L'émission quasi-périodique telle que celle découverte par eROSITA est typiquement associée à des systèmes binaires. Si ces éruptions sont effectivement déclenchées par la présence d'un objet en orbite, sa masse doit être beaucoup plus petite que celle du trou noir - de l'ordre d'une étoile ou même d'une naine blanche, qui pourrait être partiellement perturbé par les énormes forces de marée près du trou noir à chaque passage.

"Nous ne savons toujours pas ce qui cause ces éruptions aux rayons X, " admet Arcodia. " Mais nous savons que le quartier du trou noir était calme jusqu'à récemment, donc un disque d'accrétion préexistant comme celui présent dans les galaxies actives n'est pas nécessaire pour déclencher ces phénomènes. Ces types d'objets pourraient également être observables avec des signaux d'ondes gravitationnelles, ouvrant de nouvelles possibilités en astrophysique multi-messagers.