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Découverte d’une nouvelle façon qu’ont les trous noirs de se nourrir

Les trous noirs supermassifs pèsent des millions, voire des milliards de fois plus que notre soleil et se trouvent au centre de la plupart des galaxies. Un trou noir supermassif de plusieurs millions de fois la masse du soleil est situé au cœur de notre propre voie lactée.

Malgré la banalité des trous noirs supermassifs, on ignore encore comment ils grandissent. Certains trous noirs avalent constamment du gaz dans leur environnement, d’autres avalent soudainement des étoiles entières. Mais aucune des deux théories n’explique de manière indépendante comment des trous noirs supermassifs peuvent «s’allumer» de manière si inattendue et continuer à croître si rapidement pendant une longue période.

Une nouvelle étude menée aujourd’hui par l’Université de Tel Aviv et publiée dans Nature Astronomy révèle que la croissance de certains trous noirs supermassifs provoque la destruction soudaine d’une grande quantité de gaz dans leur environnement.

En février 2017, le sondage automatisé All Sky pour Supernovae a permis de découvrir un événement appelé AT 2017bgt. On pensait initialement que cet événement était un événement “d’ingestion d’étoiles” ou un “événement de marée”, car les radiations émises autour du trou noir devenaient 50 fois plus lumineuses que celles observées en 2004.

Toutefois, après des observations approfondies effectuées à l’aide d’une multitude de télescopes, une équipe de chercheurs dirigée par les Dr Benny Trakhtenbrot et Iair Arcavi, tous deux de l’École de physique et d’astronomie Raymond & Beverly Sackler de TAU, représentait une nouvelle façon de ” nourrir “des trous noirs.

“L’éclatement soudain de l’AT 2017bgt faisait penser à un événement perturbant les marées”, explique le Dr Trakhtenbrot. “Mais nous avons vite compris que cette fois-ci il y avait quelque chose d’inhabituel. Le premier indice était un composant supplémentaire de la lumière, qui n’avait jamais été vu lors de perturbations dues aux marées.”

Le Dr Arcavi, qui a dirigé la collecte de données, ajoute: “Nous avons suivi cet événement pendant plus d’un an avec des télescopes sur Terre et dans l’espace, et ce que nous avons vu ne correspond à rien de ce que nous avions vu auparavant.”

Les observations correspondent aux prévisions théoriques d’un autre membre de l’équipe de recherche, le professeur Hagai Netzer, également de l’Université de Tel Aviv.

“Nous avions prédit, dans les années 1980, qu’un trou noir avalant le gaz de son environnement pourrait produire les éléments de lumière vus ici”, explique le professeur Netzer. “Ce nouveau résultat est la première fois que le processus a été vu dans la pratique.”

Des astronomes des États-Unis, du Chili, de Pologne et du Royaume-Uni ont pris part à l’effort d’observation et d’analyse, qui utilisait trois télescopes spatiaux différents, dont le nouveau télescope NICER installé à bord de la Station spatiale internationale.

L’une des images ultraviolettes obtenues lors de la frénésie d’acquisition de données s’est avérée être la millionième image prise par l’observatoire Neil Gehrels Swift – un événement célébré par la NASA, qui gère cette mission spatiale.

L’équipe de recherche a identifié deux autres événements récemment signalés de trous noirs “activés”, partageant les mêmes propriétés d’émission que AT 2017bgt. Ces trois événements forment une nouvelle et fascinante classe de réactivation de trous noirs.

“Nous ne sommes pas encore sûrs de la cause de cette augmentation spectaculaire et soudaine du taux d’alimentation des trous noirs”, conclut le Dr Trakhtenbrot. “Il existe de nombreux moyens connus pour accélérer la croissance de trous noirs géants, mais ils se produisent généralement sur des échelles de temps beaucoup plus longues.”

“Nous espérons détecter de nombreux autres événements de ce type et les suivre avec plusieurs télescopes travaillant en tandem”, a déclaré le Dr Arcavi. “C’est le seul moyen de compléter notre tableau de la croissance des trous noirs, de comprendre ce qui le fait accélérer et peut-être enfin de résoudre le mystère de la formation de ces monstres géants.”

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