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Les jets à distance nous donnent des indices sur la façon dont les trous noirs supermassifs deviennent si grands


Lettre deux, dans une étude précédente sera bientôt publié dans le Journal of Astrophysics, qui est la découverte d’un jet astrophysique d’un trou noir supermassif à 12,7 milliards d’années-lumière et un milliard de fois plus lourd que le soleil, L’équipe a utilisé l’observatoire Chandra X -ray de la NASA, qui recherche Émissions de rayons X d’objets très chauds dans l’univers, pour faire ces observations. C’est le jet d’astrophysique le plus éloigné jamais observé avec les rayons X.

Chaque détecteur brise un certain nombre de records astronomiques ésotériques, mais ce n’est pas pourquoi ils sont si importants. Les deux aident à expliquer pourquoi les trous noirs supermassifs peuvent se développer si rapidement même s’ils libèrent continuellement de la matière à haute énergie. Ce que l’équipe a trouvé était la première preuve d’un vrai jet encourager alimentation rapide d’un trou noir.

Lors de la première enquête, après que Magellan eut confirmé l’existence du trou noir, l’équipe a utilisé d’autres outils, comme le Very Large Telescope au Chili, pour distinguer d’autres propriétés concernant le trou noir et son jet, comme la masse.

Des données supplémentaires montrent comment le jet favorise l’alimentation. L’intense gravité du trou noir tente d’attirer une grande quantité de gaz et de poussière dans son horizon d’événements (le point de non-retour). Cette matière a un moment d’élan, ce qui signifie qu’elle ne se contente pas de tomber directement – elle tourne autour de l’horizon des événements. Pendant ce temps, la pression radiante dans la zone (créée par le frottement et la contrainte dans le disque de la matière en orbite se réchauffe jusqu’à ce qu’elle brille) continue de pousser le gaz hors de l’horizon des événements.

Ce qui se passe est un peu délicat, mais fondamentalement, le faisceau de particules à haute énergie du faisceau jet supprime son moment d’élan du gaz lorsqu’il se déplace vers l’extérieur. Et contrairement à la pression radiante, qui brille et expulse dans toutes les directions, le jet est étroit, il est donc pratiquement impossible d’interagir et affecte les couches de gaz les moins denses les plus éloignées. D’une manière qui fait que le gaz perd son élan avec moins de répulsion, la plupart du gaz autour de l’horizon des événements tombe simplement en place.

Thomas Connor, astronome de la NASA et co-auteur des deux articles, a déclaré: «De cette façon, le jet garantit que le trou noir ne travaille pas activement contre lui-même – il pourrait continuer à fonctionner». Bien que les scientifiques soupçonnent que les jets peuvent jouer un rôle en encourageant le processus d’alimentation, « jusqu’à présent, nous n’avons pas vraiment vu de preuves concluantes de cela », a-t-il déclaré.

La recherche aux rayons X renforce cette idée. Ces observations ont révélé que le jet était à 150 000 années-lumière de sa source – ce qui en fait la première fois à observer des rayons X sur un jet de plus de quelques milliers d’années-lumière. « Cette détection à grande échelle des rayons X signifie que nous avons eu ces jets en cours depuis un temps incroyablement long », a déclaré Connor. Ce ne sont pas simplement des cloques temporaires, mais elles existent depuis des centaines de milliers d’années – suffisamment de temps pour aider un trou noir supermassif à se nourrir et à se développer très rapidement. « Maintenant, nous savons que c’est un long processus et c’est ainsi que ces jets peuvent réellement aider ces trous noirs supermassifs à se former », a-t-il déclaré. « C’est une pièce du puzzle qui n’a pas le lien théorique de 15 ans avec où nous en sommes maintenant. »

Les deux études aident à jeter les bases de découvertes supplémentaires qui pourraient nous aider à en savoir plus sur la façon dont les trous noirs supermassifs ont évolué et ont aidé à former le premier univers. Nous avons maintenant une meilleure idée de la façon de rechercher de tels trous noirs anciens et comprenons que davantage d’observations aux rayons X pourraient être importantes pour comprendre le fonctionnement du dynamisme.

Pour Connor, ces observations supplémentaires seront essentielles. Et il a été assez encouragé après le coup de poing unique de cette semaine. La découverte « indique, espérons-le, qu’il existe de nombreux objets de ce type là-bas », a-t-il déclaré, « et j’espère que nous pourrons battre à nouveau le record de distance assez tôt. »



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