09/12/2025
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Les télescopes spatiaux à rayons X, XMM-Newton et XRISM, ont détecté une explosion extraordinaire émanant d’un trou noir supermassif. En quelques heures, ce colosse gravitationnel a généré des vents puissants, projetant de la matière dans l’espace à des vitesses vertigineuses de 60 000 km par seconde.
Ce trou noir gigantesque se cache au sein de NGC 3783, une magnifique galaxie spirale récemment capturée par le télescope spatial Hubble de la NASA/ESA. Les astronomes ont observé une lueur brillante en rayons X surgir du trou noir avant de s’estomper rapidement. Pendant cette décadence, des vents rapides ont émergé, soufflant à un cinquième de la vitesse de la lumière.
« Nous n’avons jamais vu un trou noir générer des vents aussi rapidement auparavant », explique Liyi Gu, chercheur principal à l’Organisation néerlandaise de recherche spatiale (SRON). « Pour la première fois, nous avons observé comment une explosion rapide de lumière X provient d’un trou noir et déclenche immédiatement des vents ultra-rapides, ces vents formant en seulement un jour. »
Dévorer la matière
Pour étudier NGC 3783 et son trou noir, Gu et ses collègues ont simultanément utilisé XMM-Newton de l’ESA et la mission XRISM, dirigée par JAXA avec la participation de l’ESA et de la NASA.
Le trou noir en question est aussi massif que 30 millions de Soleils. En dévorant la matière environnante, il alimente une région extrêmement lumineuse et active au cœur de la galaxie spirale, connue sous le nom de Noyau Galactique Actif (AGN). Cette région brille sous diverses formes de lumière et projette des jets et des vents puissants dans le cosmos.
« Les AGN sont des régions fascinantes et intenses, et des cibles clés pour XMM-Newton et XRISM », ajoute Matteo Guainazzi, scientifique projet XRISM à l’ESA et co-auteur de cette découverte.
« Les vents autour de ce trou noir semblent avoir été engendrés par le champ magnétique embrouillé de l’AGN qui s’est soudainement « démêlé » – semblable aux éruptions solaires, mais à une échelle presque inimaginable. »
Un peu moins étranger
Les vents du trou noir ressemblent à de grandes éruptions solaires de matière connues sous le nom d’éjections de masse coronale, qui se forment lorsque le Soleil projette des flux de matériau surchauffé dans l’espace. Ainsi, cette étude montre que les trous noirs supermassifs agissent parfois comme notre propre étoile, rendant ces objets mystérieux un peu moins alien.
En fait, une éjection de masse coronale suivant une intense éruption a été observée sur le Soleil le 11 novembre dernier, avec des vents associés projetés à des vitesses initiales de 1500 km par seconde.
« Les AGN venteux jouent également un rôle crucial dans l’évolution de leurs galaxies hôtes au fil du temps et dans la formation de nouvelles étoiles », ajoute Camille Diez, membre de l’équipe et chercheuse à l’ESA.
« Étant donné leur influence, en apprendre davantage sur le magnétisme des AGN et comment ils génèrent des vents de ce type est essentiel pour comprendre l’histoire des galaxies à travers l’Univers. »
Une découverte conjointe
XMM-Newton est un pionnier de l’exploration de l’Univers chaud et extrême depuis plus de 25 ans, tandis que XRISM travaille à répondre à des questions clés sur le mouvement de la matière et de l’énergie dans le cosmos depuis son lancement en septembre 2023.
Les deux télescopes à rayons X ont collaboré pour découvrir cet événement unique et comprendre l’éruption et les vents du trou noir. XMM-Newton a suivi l’évolution de l’éruption initiale avec son Moniteur Optique et évalué l’étendue des vents à l’aide de sa caméra d’imagerie photonique européenne (EPIC). XRISM a observé l’éruption et les vents grâce à son instrument Resolve, en étudiant également la vitesse, la structure et le mode de lancement des vents dans l’espace.
« Leur découverte découle d’une collaboration réussie, élément central de toutes les missions de l’ESA », souligne Erik Kuulkers, scientifique projet XMM-Newton à l’ESA.
« En se focalisant sur un trou noir supermassif actif, les deux télescopes ont mis en lumière quelque chose que nous n’avons jamais vu : des vents rapides, ultra-rapides, déclenchés par une éruption, rappelant ceux qui se forment sur le Soleil. Cela suggère, de manière intrigante, que la physique solaire et celle des hautes énergies pourraient fonctionner de manière étonnamment similaire à travers l’Univers. »
Points à retenir
- Les télescopes XMM-Newton et XRISM ont permis d’observer des vents émis par un trou noir supermassif.
- Les vents atteignent des vitesses de 60 000 km par seconde et se forment en moins d’un jour.
- Les AGNs aussi jouent un rôle essentiel dans l’évolution des galaxies et la formation stellaire.
- Une similitude a été établie entre les processus d’éjection sur les AGNs et ceux sur le Soleil.
- La collaboration entre les missions de l’ESA est essentielle pour avancer dans notre compréhension de l’Univers.
En tant qu’astronome passionné, je ne peux m’empêcher de me demander jusqu’où cette recherche nous mènera. La découverte de telles dynamiques autour des trous noirs ouvre de nouvelles perspectives sur notre compréhension de la formation des galaxies et des phénomènes astrophysiques. Il est fascinant de penser que ces forces colossales, qui semblaient autrefois si lointaines, pourraient révéler des secrets d’une ampleur insoupçonnée et transformer notre vision de l’Univers. Quelles autres merveilles l’espace nous réserve-t-il encore ?