Pour la première fois des astronautes découvrent quelque chose dans un trou noir : de quoi s’agit-il ?

Dans un événement sans précédent, une équipe d’astronomes a observé le moment précis où un trou noir supermassif, situé au centre d’une galaxie lointaine, projette un jet de matière à une vitesse incroyable, atteignant un tiers de la vitesse de la lumière. Ce phénomène, jamais enregistré en temps réel auparavant, constitue une opportunité exceptionnelle pour approfondir notre compréhension de la formation de ces jets astrophysiques puissants.

Le protagoniste de cette découverte cosmique est un trou noir dont la masse équivaut à 1,4 milliard de fois celle du Soleil, localisé au cœur de la galaxie 1ES 1927+654, à environ 270 millions d’années-lumière dans la constellation du Dragon. “L’émission d’un jet par un trou noir n’avait jamais été observée en temps réel jusqu’à présent“, a déclaré Eileen Meyer, responsable de l’équipe de recherche à l’université du Maryland, dans le comté de Baltimore. “Nous pensons que le flux a débuté plus tôt, lorsque les rayons X ont augmenté avant l’éruption radio, et que le jet a été dissimulé à notre vue par du gaz chaud jusqu’à ce qu’il se manifeste au début de l’année dernière.”

Les jets cosmiques, un mystère qui commence à se révéler

Les astronomes sont familiers avec les jets jumeaux qui émergent des pôles des trous noirs supermassifs. Ces structures, constituées de particules chargées accélérées à des vitesses relativistes, peuvent s’étendre sur des millions d’années-lumière, bien au-delà du plan de leur galaxie hôte.

Les jets constituent une caractéristique fréquente des noyaux actifs de galaxies (AGN), où les trous noirs supermassifs se nourrissent du gaz et de la poussière environnants. Plutôt que d’être entièrement absorbée par le trou noir, une fraction de cette matière est dirigée vers ses pôles. À cet endroit, des champs magnétiques puissants accélèrent les particules, les projetant sous forme de jets collimatés à des vitesses approchant celle de la lumière. Bien que de nombreux jets astrophysiques aient été observés jusqu’à présent, leur formation n’a jamais été enregistrée en temps réel. Cette avancée offre une meilleure compréhension du développement de ces structures.

Un géant endormi se réveille

L’origine de cette découverte remonte à 2018, lorsque le trou noir 1ES 1927+654 a connu une éruption significative, perceptible en lumière optique, ultraviolette et en rayons X. Suite à cet événement, le “monstre cosmique” est demeuré inactif pendant un an, avant de produire une nouvelle éruption de rayons X en avril 2023.

Fascinés par ce comportement, des chercheurs de l’université du Maryland, Baltimore County, ont entrepris d’observer 1ES 1927+654 dans les ondes radio à l’aide de plusieurs télescopes, dont le Very Long Baseline Array (VLBA). Grâce à sa capacité à discerner des détails d’une taille inférieure à une année-lumière, même à une distance de 270 millions d’années-lumière, les scientifiques ont repéré une flambée inhabituelle d’ondes radio en cours de développement. Les images radio obtenues en février, avril et mai 2024 ont révélé l’émergence de structures de part et d’autre du trou noir supermassif.

Les implications de la découverte

Cette découverte fournit une perspective inédite sur le mécanisme de formation des jets émanant des trous noirs supermassifs. L’observation en temps réel de l’émergence d’un jet permet aux astronomes d’explorer les conditions physiques et les processus qui sous-tendent ces phénomènes. De plus, cette avancée pourrait contribuer à une meilleure compréhension de l’impact des trous noirs supermassifs sur l’évolution des galaxies, car les éléments en question peuvent influencer l’environnement galactique, en régulant la formation d’étoiles et en affectant la répartition du gaz.

L’observation de l’émergence d’un jet dans un trou noir supermassif ouvre une nouvelle perspective dans l’étude de ces objets captivants et de leur rôle dans l’univers. Il convient de souligner que cette recherche a été présentée lors de la 245e réunion de l’American Astronomical Society à National Harbor, Maryland, le lundi 13 janvier 2025.