Une image schématique d'une étape d'accrétion autour du trou noir supermassif au centre de la Voie lactée. Le matériau s'écoule dans une région sphérique autour du trou noir avec un champ magnétique ; la compression et l'expansion ultérieures du gaz chaud produisent l'émission infrarouge et submillimétrique tandis que la diffusion produit l'émission de rayons X. Un nouvel article examine un ensemble complet de multi-longueurs d'onde, des données multi-époques et présente un modèle physique relativement simple qui peut expliquer la plupart des caractéristiques variables. Crédit :Centre d'astrophysique Harvard-Smithsonian
Au centre de notre Voie Lactée se trouve un trou noir supermassif (SMBH) appelé Sagittaire A* (SgrA*). Les trous noirs supermassifs résident au centre de la plupart des galaxies, et lorsqu'ils accumulent activement du gaz et de la poussière sur leurs disques chauds et environnements environnants, ils rayonnent à travers le spectre électromagnétique. La masse de SgrA* est d'environ 4 millions de masses solaires, beaucoup plus petit que les milliards de SMBH de masse solaire observés dans certaines galaxies. Cependant, c'est relativement proche, seulement environ 25, distant de 000 années-lumière, et cette proximité offre aux astronomes des opportunités uniques de sonder les propriétés des SMBH.
Sag A* a été surveillé aux longueurs d'onde radio depuis sa découverte dans les années 1950. La variabilité a été signalée pour la première fois à la radio en 1984, et infrarouge ultérieur, submillimétrique, et les observations aux rayons X ont confirmé la variabilité et constaté qu'elle s'enflamme souvent. Les programmes de surveillance ont conclu qu'en moyenne Sgr A* accrète de la matière à un taux très faible, seulement quelques centièmes de masse terrestre par an. La fascination pour la variabilité de SgrA* a une raison diagnostique pratique, aussi :les changements dans les émissions sont une mesure des dimensions de la région, fixé par le temps nécessaire à la lumière pour le traverser. Des fusées éclairantes ont été mesurées qui ont doublé de force en moins de 47 secondes, par exemple, un temps qui correspond à une distance à peu près aussi petite que la taille fondamentale de l'horizon des événements de ce trou noir (la lumière ne peut pas s'échapper de l'intérieur de cette limite). Ces conclusions sont en accord avec les inférences de taille faites avec l'interférométrie radio et proche infrarouge.
les astronomes du CFA Steve Willner, Giovanni Fazio, Mark Gurwell, Joe Hora, et Howard Smith ont étudié la variabilité infrarouge de SgrA* avec la caméra IRAC sur Spitzer, combiné avec une variabilité simultanée des rayons X et submillimétrique avec Chandra et le Submillimeter Array. Ils ont récemment fait équipe avec des collègues pour analyser et modéliser un ensemble complet de radiographies, proche infrarouge, et des observations submillimétriques prises par plusieurs groupes sur plusieurs décennies.
La modélisation statistique examine la synchronisation relative des événements d'éruption et la fréquence et la durée de la variabilité à chacune des différentes longueurs d'onde. Les astronomes concluent que l'émission variable provient probablement principalement d'une région d'environ deux fois la taille de l'horizon des événements, et que la même activité physique connexe produit souvent les multiples événements observés à différentes longueurs d'onde. Les modèles quantitatifs impliquent également la présence d'un plasma dense d'électrons avec un champ magnétique modérément fort. Ces conclusions sont les premières à montrer qu'un modèle physique simple peut expliquer la plupart des caractéristiques de la variabilité de Sgr A* et les corrélations entre les rayons X, RI, et émission submillimétrique, mais de nombreuses énigmes subsistent encore, y compris l'origine des éruptions infrarouges les plus fortes et la raison de la longue échelle de temps de variabilité observée dans le submillimètre.
