À l'aide de l'observatoire de rayons X Chandra de la NASA, les astronomes ont localisé un conduit d'évacuation relié à une « cheminée » de gaz chauds s'éloignant du centre de la Voie lactée. Leur article décrivant ces résultats est publié dans The Astrophysical Journal. .
Les éruptions du trou noir supermassif au centre de la Voie lactée appelé Sagittaire A* (Sgr A* en abrégé) pourraient avoir créé cette cheminée et cet évent.
La cheminée et l'évent se trouvent à environ 26 000 années-lumière de la Terre. La cheminée commence au centre de la galaxie et est perpendiculaire au disque spiralé de la Voie lactée. Les astronomes avaient précédemment identifié la cheminée à l'aide des données radiographiques de Chandra et XMM-Newton, une mission de l'ESA (Agence spatiale européenne) avec la contribution de la NASA. L'émission radio détectée par le radiotélescope MeerKAT montre l'effet des champs magnétiques enfermant le gaz dans la cheminée.
Les dernières données Chandra révèlent plusieurs crêtes de rayons X à peu près perpendiculaires au plan de la galaxie. Les chercheurs pensent qu'il s'agit des parois d'un tunnel, en forme de cylindre, qui aident à canaliser les gaz chauds lorsqu'ils montent le long de la cheminée et s'éloignent du Centre Galactique. L'évent récemment découvert est situé près du sommet de la cheminée, à environ 700 années-lumière du centre de la galaxie.
"Nous soupçonnions que les champs magnétiques agissent comme les parois de la cheminée et que les gaz chauds les traversent, comme de la fumée", a déclaré Scott Mackey de l'Université de Chicago, qui a dirigé l'étude. "Maintenant, nous avons découvert un conduit d'évacuation près du sommet de la cheminée."
L'équipe pense que l'évent s'est formé lorsque des gaz chauds s'élevant à travers la cheminée ont heurté un gaz plus froid se trouvant sur son passage. La luminosité des parois des bouches d'aération dans les rayons X est causée par les ondes de choc, semblables aux bangs soniques des avions supersoniques, générées par cette collision. Le côté gauche de l'évent d'évacuation est probablement particulièrement brillant car le gaz circulant vers le haut frappe la paroi du tunnel selon un angle plus direct et avec plus de force que les autres régions.
Les auteurs de l'étude pensent que les gaz chauds proviennent très probablement d'une séquence d'événements impliquant une chute de matière dans Sgr A*, puis des éruptions du trou noir entraînant le gaz vers le haut le long de la cheminée et vers l'extérieur par la bouche d'évacuation. Cependant, ils ne savent pas exactement à quelle fréquence le trou noir est alimenté.
Des études antérieures ont indiqué que des éruptions de rayons X spectaculaires se produisent tous les quelques centaines d'années à l'emplacement ou à proximité du trou noir central, de sorte qu'elles pourraient jouer un rôle important dans la poussée des gaz chauds vers le haut à travers la bouche d'échappement. Les astronomes estiment également que le trou noir galactique se déchire et engloutit une étoile tous les 20 000 ans environ. De tels événements entraîneraient des libérations d'énergie puissantes et explosives, dont une grande partie serait destinée à s'élever à travers les évents des cheminées.
"Nous ne sommes pas sûrs que cette énergie et cette chaleur soient alimentées par une grande quantité de matériaux déversés simultanément sur Sgr A*, comme un tas de bûches jetées sur un incendie", a déclaré le co-auteur Mark Morris de l'Université de Californie, Los Angeles. "Ou cela pourrait provenir de plusieurs petites charges introduites dans le trou noir, semblables à du petit bois régulièrement jeté dedans."
Les particules et l'énergie contenues dans l'évent fournissent des indices sur l'origine de deux structures mystérieuses et beaucoup plus grandes autour du centre de la Voie lactée :les bulles de Fermi observées dans les rayons gamma par le télescope spatial Fermi Gamma-ray de la NASA et les bulles eROSITA, détectées par Le tout nouveau télescope à rayons X de l'ESA. Ces deux structures sont des paires de structures s’étendant à des milliers d’années-lumière du centre de la galaxie. Ils fournissent des informations importantes sur l'activité explosive passée près du centre de la galaxie.
Les bulles de Fermi et d'eROSITA sont toutes deux alignées dans la direction de la cheminée et d'une deuxième cheminée à rayons X qui commence au centre de la galaxie et pointe dans la direction opposée. Les effets d'entonnoir de l'évent d'évacuation près du haut de la cheminée peuvent maintenir le gaz chaud concentré lors de son déplacement vers le haut, contribuant ainsi à la formation de la structure cohérente des bulles.
"L'origine des bulles de Fermi et des bulles d'eROSITA fait partie des plus grands mystères auxquels sont confrontées les études sur le rayonnement de haute énergie de notre galaxie", a déclaré le co-auteur Gabriele Ponti de l'Institut national italien d'astrophysique de Merate. "Nous avons découvert une petite structure qui pourrait jouer un rôle important dans la création de ces gigantesques bulles."
Plus d'informations : Scott C. Mackey et al, Rayons X d'un « évent d'échappement » central de la cheminée du Centre Galactique, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI :10.3847/2041-8213/ad3248
Informations sur le journal : Lettres du journal astrophysique , arXiv , Journal d'astrophysique
Fourni par Chandra X-ray Center
