Martijn Oei (Caltech) / Dylan Nelson (Collaboration IllustrisTNG).
Les trous noirs supermassifs situés au centre des galaxies ne sont pas seulement décoratifs. Le rayonnement intense qu’ils émettent lorsqu’ils se nourrissent aide à chasser le gaz et la poussière qui autrement formeraient des étoiles, fournissant un retour d’information qui limite la croissance de la galaxie. Mais leur influence pourrait s’étendre au-delà de la galaxie qu’ils habitent. De nombreux trous noirs produisent des jets et, dans le cas des versions supermassives, ces jets peuvent éjecter de la matière complètement hors de la galaxie.
À présent, les chercheurs obtiennent une image plus précise de l’étendue de leur influence au-delà de la galaxie. Une nouvelle étude décrit les plus grands jets jamais observés, s’étendant sur une distance totale de 23 millions d’années-lumière (sept mégaparsecs). À ces distances, les jets pourraient facilement envoyer de la matière vers d’autres galaxies et à travers le maillage cosmique de matière noire qui structure l’Univers.
Jets extrêmes
Les jets se forment dans l’environnement complexe autour d’un trou noir. Le chauffage intense de la matière tombante l’ionise et l’échauffe, créant des champs électromagnétiques qui agissent comme un accélérateur de particules naturel. Cela crée des jets de particules qui voyagent à une fraction substantielle de la vitesse de la lumière. Ces jets finiront par percuter la matière environnante, produisant des ondes de choc qui chauffent et accélèrent également celle-ci. Avec le temps, cela conduit à des flux de matière coordonnés à grande échelle, la taille du jet étant proportionnelle à une combinaison de la taille du trou noir et de la quantité de matière dont il se nourrit.
En général, les trous noirs forment un jet à chacun de leurs pôles, résultant en des flux jumelés voyageant dans des directions opposées. Nous avons vu de nombreux exemples de ces jets à différentes échelles, lancés par des trous noirs de masse stellaire jusqu’à ceux supermassifs, qui peuvent former des quasars, les objets les plus brillants de l’Univers.
La nouvelle découverte de jet est le résultat d’une recherche organisée de grands jets, réalisée à des longueurs d’onde radio à un observatoire appelé LOFAR (Low-Frequency Array) couvrant des portions du ciel de l’hémisphère nord. Les données obtenues avec ce télescope ont été analysées par une combinaison d’apprentissage automatique et de bénévoles scientifiques citoyens. Ce programme a identifié plus de 11 000 jets couvrant des distances de plusieurs mégaparsecs (chaque parsec étant un peu plus de 3 années-lumière). L’article publié mercredi décrit le plus grand d’entre eux, qui a été nommé Porphyrion d’après un géant de la mythologie grecque.
Les observations de suivi initiales ont consisté à trouver la galaxie qui l’a produit. Il y avait deux objets à peu près au bon endroit, mais l’un d’eux avait des lobes étendus le long de l’axe des jets, indiquant qu’il était la source la plus probable. La galaxie est environ 10 fois plus massive que la Voie lactée, et la spectroscopie indique que nous l’observons telle qu’elle existait environ 6 milliards d’années après le Big Bang, soit un peu plus de la moitié du temps écoulé depuis.
En tant que journaliste pour LesNews, je trouve fascinant de contempler l’imposante portée d’influence des trous noirs supermassifs. Cela m’amène à me demander comment ces phénomènes incroyablement puissants façonnent non seulement leur propre galaxie, mais aussi l’univers tout entier. L’idée que des jets de matière puissent voyager sur des millions d’années-lumière m’ouvre l’esprit sur l’interconnexion qui règne dans l’univers. Cela soulève des questions sur notre place dans ce vaste cosmos et sur les mysteries encore à découvrir.
