Une équipe de recherche dirigée par l’Université de Tohoku au Japon a révélé que les vents générés par les trous noirs supermassifs situés au cœur des galaxies sont jusqu’à cent fois plus puissants que ce que l’on croyait auparavant. Ces vents peuvent transporter de l’énergie sur des distances atteignant environ 300 000 années-lumière. Cette étude, publiée il y a deux semaines dans la revue Nature Astronomy, met en lumière l’impact considérable de ces vents sur une vaste région de l’espace, bien au-delà des galaxies d’origine.
Représentation artistique de la structure hiérarchique de l’Univers, d’un groupe de galaxies à une galaxie individuelle et au trou noir supermassif en son centre. Bien qu’un trou noir soit plus de 100 millions de fois plus petit que le rayon de sa galaxie hôte, il joue un rôle central dans la dynamique de cette dernière. Crédit : Université de Tohoku
« Les trous noirs sont connus pour leur capacité à aspirer la matière, mais ils expulsent également des gaz sous forme de vents puissants », explique Satoshi Yamada de l’Université de Tohoku, premier auteur de l’étude. « On pensait que ces vents restaient confinés à l’intérieur de la galaxie, mais notre recherche a révélé qu’ils sont beaucoup plus puissants que prévu ».
Le groupe de recherche a analysé l’activité du quasar H1821+643, situé dans la constellation du Dragon, à environ 3,4 milliards d’années-lumière de la Terre, grâce aux données fournies par le satellite Xrism de l’agence spatiale japonaise JAXA. Le trou noir supermassif, en pleine croissance, est localisé au cœur d’un amas de galaxies, générant ainsi des turbulences dans le gaz chaud environnant, ce qui produit des rayons X. L’équipe a pu déterminer avec précision le mouvement de ce gaz en étudiant les lignes d’émission des ions de fer.
Illustration artistique montrant une explosion générée par un trou noir supermassif caché au centre d’une galaxie, avec une propagation d’énergie au-delà de la galaxie elle-même jusqu’à l’environnement environnant. Cette illustration met en exergue le transport d’énormes quantités d’énergie — l’équivalent de centaines de milliards d’explosions de supernovas — dans l’espace environnant, provoquant une agitation violente du gaz chaud s’étendant jusqu’à environ 300 000 années-lumière. Crédit : Université de Tohoku
Les observations de haute précision effectuées par le satellite Xrism ont révélé que le gaz à haute température entourant le trou noir ne reste pas immobile, mais se disperse violemment sur une large zone à cause de la turbulence. Les chercheurs ont également confirmé que le flux de gaz déborde au-delà de la galaxie hôte, atteignant des distances d’environ 300 000 années-lumière. L’énergie impliquée dans cette turbulence est environ cent fois supérieure aux précédentes estimations, équivalente à des centaines de milliards d’explosions de supernovas, événement qui se produit à la fin de la vie des étoiles massives.
C’est la première fois qu’il est prouvé que les trous noirs supermassifs influencent l’environnement cosmique plus large via une onde de choc d’une puissance exceptionnelle. Ces entités sont des moteurs essentiels des flux de gaz et de la dynamique spatiale, capables de transporter d’énormes quantités d’énergie vers différentes régions de l’univers.
A l’avenir, de nouvelles observations permettront d’étudier comment d’autres trous noirs affectent leur environnement et d’apporter des éclaircissements sur le cycle de la matière et des éléments chimiques dans l’univers.
Points à retenir
- Les vents des trous noirs supermassifs sont jusqu’à cent fois plus puissants que ce que l’on croyait.
- Ces vents peuvent déplacer de l’énergie sur des distances de 300 000 années-lumière.
- Les observations concernent le quasar H1821+643, localisé dans le Dragon.
- Les données proviennent du satellite Xrism de la JAXA.
- Les turbulences créées par ces vents éclairent des dynamiques au-delà de la galaxie d’origine.
En tant que passionné d’astronomie, cette découverte m’inspire à réfléchir sur le rôle des trous noirs dans la formation et l’évolution des structures galactiques. Comment ces phénomènes, souvent perçus comme destructeurs, peuvent-ils se révéler être des architectes de l’univers ? Dans un cosmos en perpétuelle évolution, les interactions entre ces géants et leur environnement méritent d’être explorées. Chaque nouvelle avancée en astrophysique ne fait qu’accroître mon enthousiasme pour les mystères encore non résolus qui façonnent notre compréhension du vaste univers.