La plupart des galaxies sont construites autour de trous noirs géants. Alors que beaucoup de ces objets sont relativement bénins, comme celui au centre de notre galaxie, la Voie lactée, certains sont violents – consommant de grandes quantités de matière environnante et libérant un énorme faisceau lumineux de particules à haute énergie loin dans l’espace.
En utilisant les données de l’explorateur de polarimétrie à rayons X (IXPE) de l’observatoire en orbite, les chercheurs ont fourni mercredi une explication sur la façon dont ces jets sont rendus si lumineux : les particules subatomiques appelées électrons sont alimentées par des ondes de choc se déplaçant à des vitesses supersoniques loin du trou. .le noir. .
Les chercheurs ont étudié un objet étrange appelé Blazar au centre d’une grande galaxie elliptique appelée Markarian 501 qui est située à environ 460 millions d’années-lumière de la Terre en direction de la constellation d’Hercule. Une année-lumière est la distance parcourue par la lumière en un an, 5,9 billions de miles (9,5 billions de km).
Les blazars font partie d’objets appelés quasars qui sont alimentés par des trous noirs supermassifs qui se nourrissent de gaz et d’autres matériaux au centre des galaxies et envoient deux flux de particules dans des directions opposées dans l’espace. Les blazars sont orientés de manière à ce que l’un de leurs deux jets depuis notre point de vue sur Terre se dirige droit sur nous.
“Les Blazars sont les objets les plus brillants de l’univers visible. Ce sont les plus actifs. Ils ont les trous noirs les plus grands et les plus dangereux. Tout ce qui se passait autour d’eux était absolument fantastique”, a déclaré l’astronome Yannis Liodakis du Centre d’astronomie finlandais de l’ESO, auteur principal de la recherche publiée dans la revue. . d’accord.
Les scientifiques ont longtemps cherché à comprendre comment la lueur du feu devient si lumineuse et le comportement des particules qu’elle contient. Les jets de ce blazar parcourent une distance d’environ un million d’années-lumière.
Lancé en décembre dernier dans le cadre d’une collaboration entre la NASA et l’agence spatiale italienne, IXPE mesure la luminosité et la polarisation – une propriété de la lumière qui implique l’orientation des ondes électromagnétiques – de la lumière des rayons X provenant d’une source cosmique. Divers phénomènes, comme les ondes de choc ou la turbulence, fournissent des « signaux » polarisants.
Les chercheurs ont trouvé des preuves que les particules à l’intérieur de l’engin deviennent énergisées lorsqu’elles sont frappées par une onde de choc qui se propage vers l’extérieur dans le flux et émet des rayons X à mesure qu’elle accélère. Les ondes de choc se produisent lorsque quelque chose se déplace plus vite que la vitesse du son à travers un milieu tel que l’air – comme le fait un jet supersonique lorsqu’il vole à travers l’atmosphère terrestre – ou une zone de particules et de champs magnétiques appelée plasma, comme dans ce cas.
“La lumière que nous voyons des avions provient des électrons”, a déclaré Alan Marcher, astrophysicien de l’Université de Boston et co-auteur de l’étude. “Les rayons X du type que nous avons observé dans Markarian 501 ne peuvent provenir que d’électrons de très haute énergie.”
La force motrice derrière ce drame est un trou noir, un objet incroyablement dense avec une gravité si forte que même la lumière ne peut s’échapper. Le trou noir supermassif au centre de Markarian 501 est environ un milliard de fois la masse de notre soleil. C’est environ 200 fois plus grand qu’un bloc arc *Le trou noir supermassif de la Voie Lactée.
“Les trous noirs sont un laboratoire unique pour étudier la physique fondamentale dans des conditions extrêmes que nous ne pouvons pas reproduire sur Terre”, a déclaré Lioudakis.
Cependant, avant de pouvoir l’utiliser de cette manière, nous devons comprendre tous les processus physiques qui se produisent. Au fil des ans, nous avons observé la lumière à haute énergie provenant de ces sources et avons plusieurs théories sur la façon dont les particules qui émettent de la lumière les dynamisent. “Les capacités de polarisation des rayons X d’IXPE nous ont permis pour la première fois de tester directement notre théorie”, a déclaré Lioudakis.
