On sait désormais comment les trous noirs façonnent les galaxies

Depuis un certain temps, les scientifiques soupçonnent une corrélation entre l’énergie dégagée par les trous noirs et l’état de leurs galaxies hôtes. Ils ont déjà mis en évidence deux types de vents sortants dans les spectres de rayons X émis par les noyaux galactiques actifs.

À travers une nouvelle étude, une équipe a identifié un autre type de courant sortant.

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Ce troisième type de débit sortant constituerait l’élément manquant dans le modèle établi par les chercheurs. Sa découverte leur a permis de reconstituer la manière dont les trous noirs façonnent les galaxies. Il s’agit de la première étude qui présente des observations réelles des trois phases.

La recherche a été basée sur les données recueillies durant huit années d’observations du trou noir de la galaxie PG 1114+445 par l’observatoire spatial XMM-Newton.

Des écoulements ultra-rapides entraînés

Les deux types de débits sortants déjà connus sont les ultra-fast outflows (UFOs) ou « écoulements ultra-rapides » et « les absorbeurs de chaleur ». L’un est constitué de gaz hautement ionisés et peut atteindre jusqu’à 40 % de la vitesse de la lumière. L’autre présente des propriétés physiques semblables avec la matière qui l’entoure et se déplace à des centaines de km/s.

Le débit qui vient d’être découvert a été baptisé entrained ultra-fast outflow (UFOs) ou « écoulements ultra-rapides entraînés ». Il combine les caractéristiques des deux autres. Il se déplace à la même vitesse que les écoulements ultra-rapides et possède, en même temps, les propriétés physiques des absorbeurs de chaleur.

« Nous pensons que c’est le point où les UFOs touchent la matière interstellaire et l’emportent comme un chasse-neige, » a déclaré Roberto Serafinelli, de l’Institut national d’astrophysique de Milan, en Italie. « Nous l’appelons « écoulements ultra-rapides entraînés » parce que, à ce stade, les UFOs pénètrent dans la matière interstellaire. C’est semblable au vent qui pousse les bateaux dans la mer. »

Un observatoire cent fois plus sensible que XMM-Newton

D’après les chercheurs, les écoulements ultra-rapides entraînés peuvent se produire à des dizaines ou à des centaines d’années-lumière du trou noir. Ils ont expliqué que les UFOs éloignent graduellement la matière interstellaire des parties centrales de la galaxie. Cela aurait pour effet de ralentir l’accrétion de matière autour du trou noir supermassif.

Ce transfert d’énergie serait la raison pour laquelle, actuellement, les galaxies produisent moins fréquemment d’étoiles qu’auparavant.

Actuellement, l’ESA et la JAXA sont sur un nouveau projet d’observatoire spatial à rayons X. Baptisé ATHENA (Advanced Telescope for High ENergy Astrophysics), celui-ci devrait être opérationnel vers 2030. Il serait cent fois plus sensible que XMM-Newton. Les scientifiques espèrent qu’il apportera plus de précisions en ce qui concerne la compréhension de ces phénomènes.