Des simulations menées par des chercheurs de l'Université de Californie à Santa Cruz et de l'Université de Californie à Berkeley ont montré que de telles collisions peuvent avoir un impact significatif sur les gaz chauds et les matériaux poussiéreux qui entourent les trous noirs supermassifs, modifiant ainsi les conditions dans les régions où de nouvelles étoiles naissent. Les résultats des simulations de l’équipe de recherche devraient être publiés dans The Astrophysics Journal.
"Nous sommes particulièrement intéressés par ce qui arrive au gaz lorsqu'une étoile interagit avec un trou noir supermassif", a déclaré Ryan Pfeifle, titulaire d'un doctorat. candidat à l'UC Santa Cruz et premier auteur de l'article. « Si suffisamment de gaz peut être placé sur une trajectoire spécifique, il peut tomber directement sur le trou noir, conduisant à une croissance rapide et à la formation de « noyaux galactiques actifs », où de grandes quantités de rayonnement et des jets de plasma sont éjectés des environs du trou noir. le trou noir. Comprendre les détails de ce processus est l’un des principaux objectifs de ce travail.
Des trous noirs supermassifs sont présents au centre de presque toutes les galaxies, et ceux qui accumulent activement du gaz provenant de leur environnement sont connus sous le nom de noyaux galactiques actifs, parmi les objets les plus brillants et les plus énergétiques de l'univers. Une façon de développer ces trous noirs consiste à entrer en collision avec des étoiles, qui peuvent être attirées par l'immense attraction gravitationnelle et étirées par les forces de marée.
Les simulations des chercheurs révèlent les voies détaillées par lesquelles le gaz au centre des galaxies perd de l’énergie, se refroidit et tombe vers le trou noir. Ce gaz peut provenir d’étoiles perturbées par le trou noir ou de la galaxie elle-même. Les simulations montrent que le matériau forme des flux qui empruntent des chemins spécifiques, appelés « cônes de perte », qui mènent directement au trou noir.
"Le gaz qui a suffisamment d'énergie pour surmonter cette barrière énergétique potentielle peut se retrouver sur des orbites de plus en plus excentriques, semblables aux comètes autour du Soleil", a déclaré le co-auteur Enrico Ramirez-Ruiz, professeur d'astronomie et d'astrophysique à l'UC Santa Cruz. "Ces orbites hautement elliptiques rapprochent suffisamment le gaz du trou noir pour y tomber."
Les simulations montrent également que le flux de gaz vers le trou noir peut devenir turbulent, comme une rivière avec de nombreux tourbillons et perturbations, ce qui peut chauffer le gaz et réduire la quantité de matière disponible pour l'accrétion sur le trou noir. Cette rétroaction pourrait réguler la croissance des trous noirs et la luminosité des noyaux galactiques actifs.
Les chercheurs prévoient d'effectuer des simulations supplémentaires pour explorer comment les propriétés des trous noirs supermassifs et de leur environnement affectent l'efficacité de l'accrétion et la dynamique des flux de gaz. Ces travaux pourraient aider les astronomes à comprendre pourquoi certaines galaxies possèdent des trous noirs centraux plus actifs que d’autres et pourquoi la croissance des trous noirs est liée à l’évolution des galaxies.
