Cartographie des trous noirs

Représentation artistique du disque et couronne supérieure autour des trous noirs. L'étude de l'évolution des deux éléments a permis aux scientifiques d'élaborer une cartographie plus détaillée

Deux recherches publiées dans les revues Nature et Science donnent des données significatives sur les trous noirs. D'une part, les astronomes ont cartographié le contour d'un petit trou noir pour clarifier leur nature et, d'autre part, ont trouvé le moyen de calculer la vitesse de rotation des trous noirs.

Le télescope à rayons X NICER X de la Station spatiale internationale a été utilisé pour cartographier l'environnement du trou noir. En mars 2018, un petit trou noir appelé J1820 a été détecté pour la première fois lorsqu'il ingérait la matière d'une étoile qui est passée à ses côtés. En quelques jours, le trou noir est passé d'être totalement inconnu à être la plus brillante source de rayons X du ciel. Pendant cette ingestion, l'explosion de rayons X a été détectée, mais l'écho de ces ondes de rayons X a également été détecté et elles ont réalisé qu'elles reflétaient un tourbillon gazeux autour du trou noir.

En fait, toute cette matière absorbée par les trous noirs donne lieu à un disque de gaz et de poussière autour. En se déplaçant à une vitesse énorme, les atomes du disque se décomposent. Ainsi, les protons et les neutrons restent sur ce disque et les électrons créent une sorte de nuage sur le trou noir, connu comme couronne. Jusqu'à présent, il n'était pas clair comment évoluaient la couronne et les disques autour sur les petits trous noirs, mais en étudiant les échos des rayons X, cette nouvelle recherche, menée par l'Université du Maryland (USA), a montré que la couronne est celle qui se contracte au cours du processus, pas le disque, bien qu'on croyait qu'elle était différente.

Jusqu'à présent, seuls les trous noirs supermassifs ont détecté ce type d'échos lumineux, mais les énormes trous noirs présentent des variations très lentes. Ce petit trou noir, cependant, a une masse beaucoup plus faible et évolue plus vite. Par conséquent, ils ont pu voir les changements dans l'échelle du temps humain.

 

D'autre part, la recherche publiée dans la revue Science a permis de clarifier comment les trous noirs sont nourris. En 2014, plusieurs télescopes ont reçu de forts signaux radiographiques provenant d'une galaxie distante qui se répétaient toutes les 131 secondes. C'était le signal du trou noir supermassif du centre de la galaxie, créé quand il attirait et dévorait une étoile passée trop près.

Selon les auteurs, les signaux émis dans ce type d'événements permettent de mesurer les caractéristiques utilisées pour définir les trous noirs : masse et rotation. Jusqu'à présent, les scientifiques croyaient que la masse d'un trou noir pouvait être déduite des caractéristiques de leur galaxie, mais qu'il était difficile de déterminer quelque chose de tournant. Cependant, les auteurs de ce travail considèrent qu'il est possible de déduire cette information des signaux reçus et suggèrent que la vitesse de rotation de ce trou noir peut être d'environ 150.000 km/s.