gov-civil-vilareal.ptUn examen approfondi du trou noir d'une galaxie voisine révèle le point de lancement des jets intergalactiques
>L'incroyable télescope Event Horizon l'a encore fait : il a fallu extraordinairement images haute résolution de la galaxie voisine Centaurus A, révélant des faisceaux jumeaux de matière s'éloignant du trou noir supermassif en son cœur à une fraction significative de la vitesse de la lumière.
pirates des caraïbes 1 note
Le télescope Event Horizon est en fait de nombreux télescopes différents à travers le monde qui peuvent observer un objet simultanément, puis combiner leurs données d'une manière qui leur donne le pouvoir de résolution d'un télescope essentiellement la taille de la Terre . Cela lui donne une vue incroyablement perçante, l'équivalent de pouvoir voir un centime assis à la surface de la Lune. Le télescope nous a déjà montré l'ombre d'un trou noir supermassif dans la galaxie M87, le champ magnétique de la matière tourbillonnant autour d'elle, ainsi qu'un jet soufflant d'un blazar lointain.
Centaurus A est une galaxie elliptique distante d'un peu plus de 12 millions d'années-lumière. C'est assez proche de nous à l'échelle galactique. C'est aussi le plus proche galaxie active pour nous, celui où le trou noir supermassif en son centre engloutit activement la matière et émet des radiations.
La matière ne fait pas que tomber dans un trou noir et — bloop ! - disparaître. Il s'accumule dans un disque autour du trou noir, comme l'eau tourbillonnant autour d'un drain dans une baignoire. Friction dans ce disque d'accrétion chauffe le matériau jusqu'à des millions de degrés, et il brille férocement, émettant de la lumière des ondes radio jusqu'aux rayons gamma. Cela rend le centre de la galaxie très lumineux, bien que dans le cas du Centaure A, une épaisse bande de poussière autour du milieu de la galaxie bloque une grande partie de ce rayonnement.
Centaurus A (en haut à gauche) est une galaxie elliptique avec un trou noir supermassif en son centre qui projette des faisceaux de matière. Différents télescopes permettent aux astronomes de zoomer (en haut et au milieu à droite) sur les parties internes des jets, avec l'image du télescope Event Horizon (en bas à droite) montrant des détails jamais vus auparavant. Crédit : Université Radboud ; CSIRO/ATNF/I.Feain et al., R.Morganti et al., N. Junkes et al.; ESO/WFI; MPIfR/ESO/APEX/A. Weiss et coll.; NASA/CXC/CfA/R. Kraft et coll.; TANAMI/C. Mueller et al.; EHT/M. Janssen et al.
Dans beaucoup de ces galaxies, un champ magnétique est enveloppé dans le disque, créant deux vortex comme des tornades cosmiques qui peuvent faire monter et éloigner de la matière du disque, l'accélérant à des vitesses extrêmement élevées et la projetant dans l'espace. Dans Centaurus A ces faisceaux, appelés jets par les astronomes, se déplacent à des vitesses jusqu'à 40 % de la vitesse de la lumière. Ils sont si puissants qu'ils quittent complètement la galaxie, s'étendant sur des centaines de milliers d'années-lumière.
La physique de la façon dont ces faisceaux sont focalisés et projetés n'est pas bien comprise, c'est pourquoi les astronomes sont très désireux de voir les centres de ces galaxies en détail. Et c'est ce que fournit le télescope Event Horizon.
Les deux jets peuvent être vus… bien qu'ils ressemblent à quatre jets. C'est une sorte de mirage. Les faisceaux sont en fait des cônes, et ils sont éclairés par les bords : lorsque nous regardons le milieu d'un jet, nous ne regardons pas à travers autant de matériau que lorsque nous regardons vers le bord, il semble donc plus faible. C'est un peu comme regarder une bulle de savon et la voir comme un cercle mince autour du bord. C'est un effet très courant dans les objets astronomiques qui sont creux au centre.
De fines coquilles sphériques de matériau dans l'espace peuvent ressembler à des anneaux, car nous voyons plus de matériau près de leurs bords qu'à travers le centre, ce qui rend le bord brillant et le milieu plus sombre. Crédit : Phil Plait
Le jet de gauche est pointé plus ou moins vers nous et celui de droite est pointé vers l'extérieur. Celui pointé vers nous semble plus brillant en raison d'un effet appelé rayonnement relativiste . C'est compliqué, mais quand quelque chose se déplace près de la vitesse de la lumière, la lumière qu'il émet a tendance à être rayonnée dans la direction dans laquelle il se déplace. Le jet qui nous vise a sa lumière envoyée plus vers nous, donc il semble plus brillant, et celui qui est visé a sa lumière focalisée dans une direction éloignée de nous, donc il semble plus faible.
L'image du télescope Event Horizon des jets de Centaurus A indique la position du trou noir supermassif invisible (flèche), le moteur qui alimente le phénomène. Crédit : EHT/M. Janssen et al., annoté par Phil Plait
Un examen attentif de la géométrie des jets indique l'emplacement du trou noir supermassif central autrement invisible dans Centaurus A, ce qui est nécessaire pour comprendre comment il lance les jets. Une conclusion que les astronomes en ont tirée est que les jets du Centaure A ressemblent beaucoup à ceux observés dans l'immense galaxie elliptique M87, la cible précédente du télescope.
Les trous noirs de toutes tailles peuvent lancer des jets - de quelques fois la masse du Soleil à des mastodontes avec des milliards de masses solaires - et certaines propriétés des jets s'adaptent à la masse du trou noir. Le trou noir du Centaure A est environ 55 millions de fois la masse du Soleil, en plein milieu de cette plage, et les jets semblent suivre la même règle. C'est un indice important de la façon dont tout cela fonctionne.
Centaurus A est une galaxie elliptique avec un large anneau de poussière autour de son milieu (possible en raison d'une collision récente avec une autre galaxie) et son trou noir central lance des jets de matière qui s'étendent sur des centaines de milliers d'années-lumière. Le télescope Event Horizon montre la région centrale avec des détails sans précédent. Crédit : Université Radboud ; ESO/WFI; MPIfR/ESO/APEX/A. Weiss et coll.; NASA/CXC/CfA/R. Kraft et coll.; EHT/M. Janssen et al.
Ces images sont un énorme saut en résolution, 16 fois meilleures que toutes celles prises auparavant. Mais même des résolutions plus élevées sont toujours possibles, zoomer sur le trou noir et révéler éventuellement son ombre , comme Event Horizon Telescope l'a fait avec M87. Cela aidera les astronomes à en apprendre beaucoup plus, comme la puissance des champs magnétiques près du trou noir, ce qui se passe juste à la base du jet où il est accéléré, la quantité de gaz qui entoure le trou noir (à la fois dans le disque et juste dans le volume autour).
Pourtant, ces images montrent des entités aussi petites que 15 milliards de kilomètres de diamètre, soit moins de deux fois la taille de l'orbite de Neptune ! Remarquez, Centaurus A est 120 millions de milliards de kilomètres de nous , donc c'est incroyable.
barbie dans un conte de sirène 2
Je noterai que toutes ces données ont été obtenues en seulement 105 minutes environ d'observation du centre de la galaxie. C'est une réalisation étonnante, et montre qu'il y a encore beaucoup plus à venir. De nombreux astronomes espèrent que nous aurons bientôt des observations du trou noir supermassif dans notre propre galaxie.
C'est en fait difficile à faire pour diverses raisons (par exemple, le matériau se déplace rapidement et la luminosité change sur de courtes échelles de temps, ce qui rend ces observations difficiles) mais chaque fois que je vois de nouvelles images comme celles-ci, cela me rend encore plus impatient de voir les nôtres monstre local. Bientôt je l'espère!
