Des astronomes ont découvert qu’indépendamment de leur masse, les trous noirs déclenchent leurs jets de matière à un seuil d’accrétion critique universel d’environ deux pour cent de la limite d’Eddington. Cette avancée, publiée dans Nature Astronomy, a été révélée en analysant des événements de rupture par effet de marée.
Une règle universelle découverte grâce à l’étude des trous noirs et des étoiles déchirées
Les trous noirs affichent des masses extrêmement diverses, allant de dix fois celle du Soleil à des millions de fois cette valeur pour les géants supermassifs. Pourtant, des chercheurs ont démontré qu’ils obéissent à un mécanisme similaire lorsqu’ils éjectent de puissants flux de matière dans l’espace. Leurs travaux, parus le 17 septembre 2026 dans la revue Nature Astronomy, mettent en lumière une régularité surprenante dans le cycle d’alimentation de ces objets célestes.
Pour analyser les trous noirs supermassifs, l’équipe a dû contourner un obstacle majeur: leur évolution se déroule sur des milliers, voire des millions d’années. Pour résoudre ce problème, les astronomes se sont tournés vers des phénomènes rares appelés événements de rupture par effet de marée. Lorsqu’une étoile s’approche trop près d’un trou noir, la gravité extrême la déchire, condensant le processus d’alimentation en quelques années à peine. Les chercheurs ont examiné vingt observations de ce type avant de restreindre leur échantillon à dix cas exploitables pour modéliser le taux d’accrétion et l’apparition des jets radio.
Le seuil critique de deux pour cent de la limite d’Eddington
L’analyse des données a révélé deux phases distinctes de production de jets. La première se produit rapidement après la destruction de l’étoile, lorsque le trou noir absorbe de la matière à un rythme très élevé. La seconde phase, beaucoup plus tardive, se manifeste entre des centaines et des milliers de jours après l’événement initial.
Ces jets tardifs apparaissent de manière prévisible lorsque le taux d’alimentation du trou noir chute à environ deux pour cent de sa limite d’Eddington, un repère théorique mesurant l’équilibre entre la pression de radiation vers l’extérieur et l’attraction gravitationnelle vers l’intérieur. Ce seuil de deux pour cent était déjà connu pour des trous noirs stellaires beaucoup plus petits situés dans notre propre galaxie, la Voie lactée. La découverte indique que la physique de l’accrétion reste identique quelle que soit la taille de l’objet, comme le souligne l’un des co-auteurs de la recherche.
Ces trous noirs sont séparés par d’énormes différences de masse, mais ils semblent activer leurs jets au même moment du processus d’alimentation. Cela nous apprend quelque chose de fondamental sur les trous noirs : la physique ne semble pas se soucier de leur taille.
Dr. Adelle Goodwin, chercheuse à l’International Centre of Radio Astronomy Research de la Curtin University
L’étude a été codirigée par Dr. Adelle Goodwin et Dr. Andrew Mummery, basé à l’Institute for Advanced Study, à la suite d’une discussion lors d’une conférence à Madrid où ils ont réalisé que le comportement observé recoupait les phases de transition documentées sur des trous noirs de plus petite taille.
Des prévisions optimisées pour les futurs télescopes et le projet SKA
Cette compréhension nouvelle modifie la manière dont les astronomes préparent leurs observations. Savoir anticiper l’apparition d’un jet de matière permet d’éviter les observations aléatoires.
L’utilisation de ce modèle d’accrétion critique permettra de planifier les campagnes d’observation avec une plus grande précision, réduisant le gaspillage de temps de télescope.
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