gov-civil-vilareal.ptDans l'Univers lointain, un trou noir supermassif mange un soleil *par jour*
>Les astronomes ont trouvé le trou noir le plus massif connu au tout début de l'Univers , et c'est énorme : il a 34 milliards - oui, milliard , avec un b — fois la masse du Soleil.
Et c'est seulement un partie de cette histoire qui a les cheveux sur la nuque debout. Restez dans le coin pour le reste. Je promets, c'est les cheveux dressables.
Le trou noir est au centre de une galaxie active appelée quasar . C'est là que le trou noir supermassif central (que chaque grande galaxie possède) mange activement de la matière. Ces trucs s'entassent en un disque autour du trou noir, tourbillonnant follement autour de lui. La matière qui est plus proche se déplace très près de la vitesse de la lumière, et les choses plus éloignées sont plus lentes, et lorsqu'elles se frottent, elles génèrent une friction, ce qui chauffe beaucoup le disque (imaginez que vous vous frottez les mains à la vitesse de la lumière pour voir pourquoi) . La température est si élevée et il y a tellement de matière dans le disque qu'il brille incroyablement fort, dépassant en général toutes les étoiles de la galaxie réunies.
Le quasar en question s'appelle SMSS J215728.21–360215.1 . Appelons-le J2157 pour faire court. Les astronomes ont trouvé qu'en regardant les relevés du ciel pour les objets avec les bonnes couleurs, c'était très très galaxies actives lointaines, et celle-ci a été trouvée dans le SkyMapper Southern Survey (d'où le SMSS dans le nom ; le reste est pour ses coordonnées dans le ciel).
Le quasar SMSS J215728.21–360215.1 héberge le trou noir le plus massif connu au tout début de l'Univers. Cela ne ressemble peut-être pas à grand-chose, mais il se trouve à 12,5 milliards d'années-lumière et projette de l'énergie mille fois dans toute notre galaxie. Crédit: DSS2 / Aladin
Une fois qu'ils ont déterminé qu'il s'agissait probablement d'un quasar lointain, ils l'ont observé avec le monstre télescope Keck de 10 mètres à Hawaï et le Very Large Telescope de 8 mètres au Chili. En brisant la lumière de cette façon, beaucoup d'informations importantes peuvent être trouvées , y compris la distance du quasar, sa luminosité globale, la masse de ce trou noir et la quantité de matière qui y tombe du disque.
Le quasar est à une distance écrasante : La lumière que nous en voyons l'a laissé il y a plus de 12,5 milliards d'années , à peine 1,25 milliard d'années après le Big Bang lui-même. Nous voyons donc ce quasar tel qu'il était lorsqu'il était très jeune.
La masse du trou noir est de 34 ± 6 milliards de fois la masse du Soleil. A titre de comparaison, le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée est d'environ 4 millions de masses solaires, donc celui d'ancrage de J2157 est terminé 8 000 fois plus massives.
!!!
Il y a des galaxies entières avec moins de masse que ce seul trou noir. Il est si grand que si vous remplaciez le Soleil par lui, il engloberait l'ensemble du système solaire - il fait environ 200 milliards de kilomètres de diamètre. C'est énorme.
Oeuvre représentant un trou noir avec un disque d'accrétion et des champs magnétiques tourbillonnant au-dessus. Crédit: NASA/JPL-Caltech
Je noterai que plusieurs trous noirs plus massifs ont été trouvés, mais ceux-ci se trouvent dans des galaxies plus proches de nous que J2157. Celui-ci, cependant, est le plus massif jamais trouvé à cette distance de nous, à ce début d'une période dans l'Univers.
Mais nous n'avons pas fini ! Mesurer la luminosité de l'objet et connaître sa distance permet de connaître l'énergie totale émise par le quasar. C'est 1,6 x 1041Joules/seconde. Êtes-vous assis pour ce prochain bit? C'est un quadrillion de fois la quantité de lumière émise par le Soleil.
Un quadrillion. 1 000 000 000 000 000. Toute notre galaxie de la Voie lactée émet une fraction de pour cent de cette quantité de lumière. Cela fait de J2157 le quasar connu le plus lumineux.
La physique est un peu compliquée, mais il est également possible d'estimer la quantité de matière qui tombe dans le trou noir pour générer autant d'énergie : il s'agit de la masse du Soleil chaque jour.
J'ai couru les chiffres et j'ai obtenu la même réponse. C'est quand même difficile à saisir. En termes plus locaux, ce trou noir engloutit l'équivalent de la masse de la Terre quatre fois par seconde .
Wow. Imaginez jeter des planètes dans un trou noir aussi rapidement. C'est des centaines de milliers de fois par jour. Ou, si vous préférez, cent millions de fois par an.
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Alors, comment sont ces cheveux dans le cou? Piloérigé encore?
Tout dans cet objet est bouleversant. Mais il y a une vraie valeur scientifique ici. Le fait qu'il s'agisse du plus grand trou noir connu à ce jeune âge dans l'Univers est une contrainte solide pour notre compréhension de leur croissance. Est-il arrivé à cette taille en commençant gros et en mangeant rapidement, ou en commençant plus petit et en mangeant vraiment rapidement? Un tas de trous noirs plus petits se sont-ils formés ensemble puis ont fusionné pour faire sa croissance rapide ? Y a-t-il une autre chose étrange qui se passe ici à laquelle nous n'avons pas encore pensé ?
Nous savons que la quantité de lumière émise par le disque augmente avec la masse du trou noir, et celui-ci semble correspondre à ce schéma. Cela signifie aussi étrange que cela puisse paraître, c'est normal par rapport aux autres trous noirs supermassifs, sauf qu'il est encore plus supermassif. C'est étrangement rassurant, en supposant que vous soyez à l'aise avec les trous noirs supermassifs en premier lieu.
À cette distance, cela nous renseigne également sur les conditions dans le tout premier Univers, lorsque les galaxies ont commencé pour la première fois. Nous ne savons toujours pas grand-chose sur cette époque, et chaque exemple que nous obtenons est une pièce de ce puzzle que nous pouvons examiner.
Dans ce cas, un ridiculement massif, brillant et extrêmement glouton.
