SCIENCES ET VIE 🔵 Les vents violents d’un trou noir supermassif perturbent la formation d’étoiles dans la galaxie Markarian 817 – Shango Media
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SCIENCES ET VIE 🔵 Les vents violents d’un trou noir supermassif perturbent la formation d’étoiles dans la galaxie Markarian 817

Un trou noir supermassif au centre de la galaxie spirale Markarian 817

Le tĂ©lescope spatial XMM Newton a repĂ©rĂ© des vents ultrarapides provenant du disque d’accrĂ©tion du trou noir supermassif au centre de Markarian 817 (Mrk 817), situĂ©e dans la constellation du Dragon Ă  près de 430 millions d’annĂ©es-lumière de la Terre. Cette galaxie spirale barrĂ©e a Ă©tĂ© dĂ©couverte la première fois en 1997 par le tĂ©lescope Spatial Hubble.

La masse du trou noir supermassif situĂ© au centre de Mrk 817 a Ă©tĂ© estimĂ©e Ă  environ 40 millions de masses solaires. Les astronomes s’accordent aujourd’hui sur l’existence de trous noirs supermassifs dont la masse peut atteindre des millions voire de milliards de fois la masse du soleil au cĹ“ur de toutes les galaxies.

Un trou noir supermassif est entouré d’un disque d’accrétion. Il s’agit d’une sorte d’anneau de matière qui orbite autour de lui. Ce disque est composé de gaz, de poussières et d’autres matériaux attirés par l’extrême gravité du trou noir. Au fur et à mesure qu’elle s’approche du trou noir, la matière acquiert de l’énergie cinétique et génère de la chaleur à cause des forces de friction et de compression. Ce processus crée des températures extrêmement élevées et des émissions de rayons X et de rayons gamma.

Les trous noirs génèrent aussi de puissants champs magnétiques qui dirigent une partie de la matière non engloutie vers ses pôles où elle est expulsée à une vitesse proche de celle de la lumière. Bien souvent, à cause de cette activité turbulente, ces régions appelées « noyaux actifs de galaxie » ou AGN peuvent éclipser la lumière combinée de toutes les étoiles de la galaxie.

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Une partie de la matière entourant le trou noir est renvoyée dans l’espace

impression d’artiste montrant des vents ultrarapides s’échappant du centre de la galaxie Markarian 817. Ces vents se déplacent à plusieurs millions de kilomètres par heure (Source : ESA/CC BY-SA 3.0 IGO)

Dans certains cas, les trous noirs supermassifs alimentĂ©s par des noyaux actifs de galaxie ont un comportement encore plus violent : ils projettent les gaz venant de leur disque d’accrĂ©tions dans toutes les directions. Ce phĂ©nomène gĂ©nère ces vents ultrarapides dont la vitesse peut atteindre plusieurs millions de kilomètres par heure. Quand cela se produit, le trou noir se prive de gaz pour se « nourrir », mais il chasse Ă©galement le gaz de la galaxie dans laquelle il se trouve, interrompant ainsi la naissance de futures Ă©toiles.

Jusqu’à présent, les astronomes avaient observé ces vents ultras rapides de trous noirs dans des noyaux actifs de galaxies extrêmement brillants.

Une nouvelle Ă©tude, dont les rĂ©sultats ont Ă©tĂ© publiĂ©s dans The Astrophysical Journal Letters vient de mettre en Ă©vidence que la galaxie Mrk 817 est soumise Ă  ce type de phĂ©nomènes. C’est la première fois que les astronomes observent des vents ultrarapides expulsĂ©s d’un trou noir supermassif dont le taux d’accrĂ©tion reste relativement faible. En effet, ces vents ultrarapides dĂ©tectĂ©s par le tĂ©lescope spatial XMM Newton devraient pour bien faire provenir d’un objet dont le taux d’accrĂ©tion est bien plus Ă©levĂ©.

Avant cette découverte, il était couramment admis que les vents ultrarapides ne se produisaient que dans des AGN extrêmement brillants dont les trous noirs se nourrissaient « férocement ».

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Des vents qui peuvent subsister des centaines de jours

Les astronomes ayant rĂ©alisĂ© cette dĂ©couverte s’attendaient Ă  ce que Mrk 817 Ă©mette de la lumière Ă  haute Ă©nergie, comme des rayons X, car son AGN Ă©tait devenu silencieux depuis un certain temps.

Les chercheurs ont d’abord rĂ©alisĂ© des observations Ă  l’aide de l’observatoire Swift de la NASA puis avec l’observatoire XMM-Newton plus sensible. Ils ont dĂ©couvert que les vents ultrarapides Ă©mergeant du disque d’accrĂ©tion eu cĹ“ur de Mrk 817 absorbaient les rayons X, occultant de cette manière tous les signaux Ă©manant du trou noir supermassif central.

Une analyse plus poussée des rayons X émis par cet AGN a montré que ce trou noir supermassif ne se contente pas d’émettre de simples « bouffées » de gaz. Il génère des vents d’une violence extrême sur le disque d’accrétion. D’après les chercheurs, ces vents peuvent perdurer plusieurs centaines de jours.

Les astronomes ne s’attendaient pas du tout Ă  cette dĂ©couverte : la phase d’accrĂ©tion Ă©levĂ©e est censĂ©e ĂŞtre une phase brève dans l’existence d’un trou noir supermassif. Dans la galaxie Markarian 817, cette phase peut durer beaucoup plus longtemps grâce Ă  son taux modĂ©rĂ©.

Cette découverte implique que même si les trous noirs supermassifs engloutissent peu de matière, ils peuvent expulser des vents violents et suffisamment puissants pour « remodeler » leur galaxie hôte.

Les astronomes pensent enfin que si ces vents ultrarapides peuvent émerger de trous noirs à accrétion modérée, ils sont probablement plus fréquents que ce dont les astronomes le soupçonnent jusqu’à présent.

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Source : 

Miranda K. Zak, Jon M. Miller, Ehud Behar, W. N. Brandt, Laura Brenneman, Paul A. Draghis, Elias Kammoun, Michael J. Koss, Mark T. Reynolds and Abderahmen Zoghbi, « Fierce Feedback in an Obscured, Sub-Eddington State of the Seyfert 1.2 Markarian 817 Â», The Astrophysical Journal Letters, published 2024 February 1, https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad1407

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