Des astronomes ont découvert que les jets de plasma émis par les trous noirs supermassifs modifient le gaz environnant de manière ciblée, éclairant et réchauffant les réservoirs circumgalactiques pour freiner la formation d’étoiles.
Les galaxies abritent des milliards d’étoiles, nées de la condensation de gaz froid et dense. Chaque grande galaxie possède autour d’elle une vaste enveloppe gazeuse, le milieu circumgalactique ou CGM, qui s’étend sur une distance dix à vingt fois supérieure à la partie visible de l’objet céleste. Ce réservoir fournit la matière première nécessaire à la création de nouvelles étoiles et planètes. Pourtant, les scientifiques s’interrogent depuis longtemps sur les mécanismes qui empêchent ce carburant de se refroidir continuellement pour alimenter une production stellaire démesurée.
L’impact énergétique des jets de plasma sur le milieu circumgalactique
Une nouvelle étude publiée dans The Astrophysical Journal Letters apporte des éléments de réponse précis. Menée par des chercheurs de l’Arizona State University et du Raman Research Institute, l’enquête démontre que les jets de plasma très chaud propulsés par les trous noirs supermassifs centraux influencent la structure gazeuse bien au-delà de la zone visible de la galaxie.
Sanchayeeta Borthakur, professeure associée à l’École d’exploration de la Terre et de l’espace de l’ASU, a déclaré : « C’est un résultat révolutionnaire qui résout le vieux mystère de la manière dont les trous noirs influencent les galaxies, leurs étoiles et la vie telle que nous la connaissons ! »
Bien que ces trous noirs possèdent une taille comparable à celle du système solaire, ils exercent une influence gigantesque sur des structures qui englobent des milliards de systèmes stellaires. L’équipe a cherché à comprendre comment cette énergie colossale se propage à travers l’espace lointain sans se dissiper uniformément.
La méthode d’observation combinant DESI et LOFAR
Pour détecter la lueur très faible émise par l’hydrogène ionisé dans le CGM, les astronomes ont dû regrouper les données de centaines de galaxies dotées de jets actifs. Ils ont ainsi croisé les informations du relevé Dark Energy Spectroscopic Instrument et les observations radio du LOFAR Two-meter Sky Survey. En analysant la raie spectrale H-alpha, l’équipe a constaté que le signal restait faible lorsqu’il était moyenné dans toutes les directions, mais qu’il devenait intense le long des axes radio des jets.
Ce comportement prouve que le jet se comporte davantage comme un faisceau directif que comme une lampe omnidirectionnelle. Les chercheurs ont localisé deux zones où l’ionisation atteint son maximum : près du disque stellaire où le jet pénètre pour la première fois dans le CGM, et à la périphérie externe du réservoir gazeux, là où l’énergie cinétique se dépose en grande partie.
Namrata Roy, professeure adjointe à la division d’astronomie et d’astrophysique du RRI, a indiqué : « Cependant, lorsque nous avons sondé dans la direction du jet, nous avons détecté un signal fort. »
Conséquences sur l’évolution et l’avenir des galaxies
En chauffant et en agitant les gaz le long de leur trajectoire, ces jets bloquent la formation de nouveaux regroupements denses, régulant ainsi l’activité de l’ensemble de la galaxie hôte. Cette régulation thermique explique pourquoi certaines galaxies se transforment au fil du temps en systèmes calmes et passifs. Les travaux menés conjointement par les institutions indiennes et américaines ouvrent ainsi de nouvelles perspectives sur la coévolution entre les trous noirs supermassifs et leur environnement cosmique.
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