Les astronomes ont mesuré pour la première fois la rotation d’un trou noir supermassif en utilisant les fluctuations de la matière stellaire. Les résultats obtenus par une équipe internationale de scientifiques offrent une nouvelle façon d’étudier les trous noirs supermassifs et leur évolution dans l’espace. Michal Zajaček, de la Faculté des sciences de l’Université Masaryk, est également l’un des principaux auteurs de l’étude publiée dans la prestigieuse revue Nature.
Une équipe scientifique internationale a décrit une nouvelle façon de mesurer la vitesse de rotation d’un trou noir. Pour cela, les astronomes ont utilisé les restes gazeux fluctuants de son impact sur l’étoile. Ils ont découvert que les fluctuations du disque d’accrétion nouvellement formé sont la clé pour déterminer l’auto-rotation du trou noir central. Des experts du Massachusetts Institute of Technology (MIT), de l’Université Masaryk, de la NASA et d’autres institutions ont collaboré à la recherche.
“Lorsqu’une étoile s’approche d’un trou noir depuis n’importe quelle direction, le disque nouvellement formé est généralement incliné par rapport à la rotation du trou noir”, explique-t-il. Lapin. « Dans un espace-temps très déformé, le disque est entraîné par la rotation du trou noir, le faisant vaciller périodiquement. On a longtemps supposé que cela devait conduire à une variabilité régulière de l’émission du disque. Nous avons pu détecter cet effet pour la première fois et l’utiliser pour déterminer la vitesse de rotation d’un trou noir. L’événement enregistré AT2020ocn a servi de laboratoire de démonstration des trous noirs”, ajoute le scientifique, qui est l’un des principaux auteurs de l’étude et qui a appliqué plusieurs modèles du disque d’accrétion aux éclairs de rayons X mesurés, d’où il a déduit la rotation du trou noir.
Une nouvelle méthode de mesure de la rotation des trous noirs utilise la perturbation des marées d’une étoile par l’action du trou noir. C’est alors que les forces gravitationnelles agissant sur une étoile perturbent sa cohésion globale et celle-ci se désintègre. Ce phénomène s’accompagne d’un flash extrêmement lumineux. Lorsque l’étoile est perturbée par les forces de marée massives du trou noir, la moitié de celle-ci est « emportée » tandis que l’autre moitié est projetée à proximité du trou noir, créant un disque d’accrétion intensément chaud de matériau stellaire en rotation.
Dans une étude publiée dans la revue Nature, les astronomes rapportent qu’ils ont mesuré la rotation d’un trou noir supermassif proche en suivant les sursauts de rayons X produits par le trou noir immédiatement après le courant de marée de l’étoile. L’équipe a observé les éclairs pendant plusieurs mois et a déterminé qu’ils étaient probablement la manifestation d’un disque d’accrétion brillant et chaud qui oscille d’avant en arrière lorsqu’il est poussé et tiré par la rotation du trou noir. En suivant les changements dans les fluctuations du disque au fil du temps, les scientifiques ont pu déterminer dans quelle mesure le disque est affecté par la rotation du trou noir et à quelle vitesse le trou noir lui-même tourne. Leur analyse a montré que le trou noir tourne à moins de 25 % de la vitesse de la lumière, ce qui est assez lent selon les normes des trous noirs.
Mesurer des centaines de trous noirs
La nouvelle méthode pourrait être utilisée pour mesurer la rotation de centaines de trous noirs dans l’univers local dans les années à venir”, dit-il. Dheeraj « DJ » Pasham du MIT, qui a dirigé l’intégralité de la recherche. Si les scientifiques peuvent utiliser cette méthode pour sonder les rotations de nombreux trous noirs proches, ils pourront commencer à comprendre comment les géantes gravitationnelles ont changé au cours de l’histoire de l’univers. “En étudiant plusieurs systèmes avec cette méthode au cours des prochaines années, les astronomes pourront estimer la distribution globale des spins des trous noirs et comprendre la question de longue date de leur évolution dans le temps”, ajoute Pasham, membre de l’Institut Kavli. pour l’astrophysique et la recherche spatiale à HAVE.
2024-05-24 08:32:20
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