ASTRONOMIE - Un trou noir supermassif en pleine 'indigestion' observé à l’aide du télescope ALMA

En scrutant l’Univers à l’aide du puissant radiotélescope ALMA situé au Chili, deux équipes d’astronomes sont parvenus à capturer des images de jets situés à proximité de trous noirs supermassifs. Ces écoulements ont été observés dans deux galaxies différentes.



A l’instar de la Voie Lactée, nombreuses sont les grosses galaxies qui possèdent en leur centre un trou noir supermassif. Ces objets célestes peuvent atteindre des masses jusqu’à un milliard de fois plus élevées que celle de notre Soleil. Dans des temps très éloignés, ils étaient capables d’aspirer de gigantesques quantités de matière environnante et d’en expulser de petites portions sous forme de jets.

Actuellement, cette activité a perdu de son intensité, mais l'interaction entre les jets et l'environnement extérieur influence encore l'évolution des galaxies. Les jets issus des trous noirs supermassifs et l’impact engendré sur leur environnement respectif sont une problématique qui ne cesse de fasciner les chercheurs. Récemment, deux équipes internationales d'astronomes ont utilisé le Vaste Réseau d’Antennes (Sub-) Millimétrique de l'Atacama (ALMA) au Chili pour observer ces phénomènes.

 Leurs observations se sont centrées sur deux trous noirs situés à des distances différentes. Le premier, relativement calme, est situé au cœur de la galaxie spirale proche NGC 1433 à environ 150 années-lumière de la Terre. Une galaxie active visible. Le second est lui situé dans la lointaine galaxie active PKS 1830-211.

Le plus petit jet de matière observé.

Les résultats, publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics, indiquent l’existence d'une structure en spirale au sein du nuage moléculaire situé à proximité du centre de NGC 1433. Grâce aux observations très détaillées effectuées par ALMA, les chercheurs ont pu identifier un écoulement de matière le long de la structure. Cet écoulement moléculaire, qui alimente le trou noir, est en réalité un jet de matière. C’est le plus petit observé jusqu’à présent au sein d’une galaxie autre que la Voie Lactée.

 Au sein de PKS 1830-211, les chercheurs ont également observé un jet issu d’un trou noir supermassif. Ce débit de matière était toutefois bien plus brillant et intense que celui observé dans la galaxie NGC 1433. Selon les astronomes, cette hausse de la puissance du jet est liée à une absorption soudaine d’une énorme quantité de matière par le trou noir. Un événement exceptionnel qu’ALMA est parvenu à capturer.

Un trou noir en pleine indigestion.

"L'observation, par ALMA, de ce trou noir en pleine phase d'indigestion, a été purement fortuite. Nous étions en train d'observer PKS 1830-211 pour de toutes autres raisons scientifiques lorsque nous avons noté de subtiles variations de couleur et d'intensité dans les images générées par la lentille gravitationnelle", raconte Sébastien Muller, co-auteur de l’étude.

"L'analyse minutieuse de ce comportement inattendu nous a conduit à penser que nous étions en train d'assister, par une chance exceptionnelle, à cette phase durant laquelle de la matière fraîche pénétrait à l'intérieur du trou noir à la base du jet" poursuit-il dans un communiqué de l’Observatoire européen austral (ESO). Mais ces nouvelles observations ne sont que le début des recherches menées grâce à ALMA sur le fonctionnement des jets des trous noirs supermassifs.

D'autres découvertes à venir.

L'équipe de Françoise Combes de l'Observatoire de Paris qui a étudié NGC 1433 a déjà commencé à étudier d'autres galaxies proches. "Il y a encore beaucoup à apprendre sur la façon dont les trous noirs peuvent créer ces immenses jets énergétiques de matière et de radiation. Mais les nouveaux résultats [...] montrent qu'ALMA est un outil puissant pour sonder ces jets - et les découvertes ne font que commencer !", a conclu Ivan Martí-Vidal de la Chalmers University of Technology qui a dirigé l'étude sur PKS 1830-211.