Une étrange goutte de gaz chaud siffle autour du Sagittaire A* avec une “vitesse époustouflante” : ScienceAlert

Dans l’environnement gravitationnel farfelu au cœur de notre galaxie, des astronomes ont trouvé une goutte de gaz en orbite autour de notre trou noir supermassif à grande vitesse.

Ses caractéristiques aident les astronomes à sonder l’espace entourant immédiatement le Sagittaire A* dans la recherche de réponses sur les raisons pour lesquelles le centre galactique scintille et s’embrase sur l’ensemble du spectre électromagnétique.

Leurs découvertes suggèrent que le trou noir est entouré d’un disque de matériau tournant dans le sens des aiguilles d’une montre et modulé par un puissant champ magnétique.

Et confirme quelque chose que nous savions déjà : l’espace autour d’un trou noir devient sauvage.

“Nous pensons qu’il s’agit d’une bulle de gaz chaude qui tourne autour du Sagittaire A* sur une orbite de taille similaire à celle de la planète Mercure, mais qui fait une boucle complète en à peine 70 minutes”, dit l’astrophysicien Maciek Wielgus de l’Institut Max Planck de radioastronomie en Allemagne.

“Cela nécessite une vitesse époustouflante d’environ 30% de la vitesse de la lumière!”

Sgr A * a eu un énorme moment sous les projecteurs plus tôt cette année lorsque la collaboration Event Horizon Telescope a dévoilé une image des années de formation du trou noir.

Les télescopes du monde entier ont travaillé ensemble pour prendre des observations du centre galactique, qui se sont combinés pour révéler l’anneau de matière en forme de beignet tourbillonnant autour de Sgr A *, chauffé à des températures incroyables.

L’un des télescopes inclus dans la collaboration est l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un réseau de radiotélescopes situé dans le désert d’Atacama au Chili.

En étudiant uniquement les données d’ALMA, indépendamment du reste de la collaboration, Wielgus et ses collègues ont remarqué quelque chose d’intéressant.

En avril 2017, au milieu de la collecte de données, le centre galactique a craché une éruption de rayons X. C’est par pur hasard que cela s’est produit alors que les astronomes collectaient des données pour le projet Event Horizon Telescope.

Auparavant, ces longues éruptions, observées dans d’autres longueurs d’onde, étaient associées à des gouttes de gaz chaud qui orbitent très près du trou noir et à des vitesses très élevées.

“Ce qui est vraiment nouveau et intéressant, c’est que de telles éruptions n’étaient jusqu’à présent clairement présentes que dans les observations aux rayons X et infrarouges de Sagittarius A*”, Wielgus explique. “Ici, nous voyons pour la première fois une très forte indication que des points chauds en orbite sont également présents dans les observations radio.”

On pense que ces éruptions sont le résultat de l’interaction du gaz chaud avec un champ magnétique, et l’analyse par l’équipe des données ALMA soutient cette notion.

Le point chaud émet une lumière fortement polariséou tordu, et affiche la signature de accélération synchrotron – qui se produisent tous les deux en présence d’un champ magnétique puissant.

Et la lueur de la lumière radio pourrait être le résultat du refroidissement du point chaud après l’éruption et devenir visible à des longueurs d’onde plus longues.

“Nous trouvons des preuves solides d’une origine magnétique de ces éruptions et nos observations nous donnent un indice sur la géométrie du processus”, déclare l’astrophysicienne Monika Mościbrodzka de l’Université Radboud aux Pays-Bas.

“Les nouvelles données sont extrêmement utiles pour construire une interprétation théorique de ces événements.”

L’analyse de la lumière par l’équipe suggère que le point chaud est intégré dans un disque magnétiquement arrêté. C’est un disque de matière qui tourbillonne et alimente le trou noir, mais à une vitesse gênée par le champ magnétique.

Grâce à une modélisation intégrant les données, l’équipe a pu fournir des contraintes plus fortes sur la forme et le mouvement de ce champ magnétique, ainsi que sur la formation et l’évolution du point chaud qu’il contient.

Mais il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas. Regarder les trous noirs est vraiment difficile, et il y a quelques écarts étranges par rapport à observations infrarouges d’autres éruptions.

L’équipe espère que les observations infrarouges et radio simultanées des futures éruptions de points chauds à l’avenir aideront à aplanir ces problèmes.

“J’espère qu’un jour, nous serons à l’aise de dire que nous ‘savons’ ce qui se passe en Sagittaire A*”, Wielgus dit.

La recherche a été publiée dans Astronomie & Astrophysique.

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