Un trou noir relativement petit produit des jets extrêmement puissants tout en créant une énorme bulle de gaz chauds. Mais la caractéristique la plus inhabituelle de ce trou noir remarquable n'est pas sa production d'énergie, mais Comment il émet de l'énergie.
«La production d'énergie est impressionnante, mais comparable à la luminosité des rayons X des sources de rayons X dites ultralumineuses», a déclaré Manfred Pakull, auteur principal d'un nouvel article publié aujourd'hui dans Nature. "L'idée qu'il existe des centrales électriques qui génèrent la majeure partie de leur énergie sous forme de jets (énergie cinétique) et non sous forme de rayonnement (photons) est plutôt nouvelle."
Les trous noirs sont connus pour libérer une quantité incroyable d'énergie lorsqu'ils avalent de la matière, et comme Pakull l'a déclaré à Space Magazine, on pensait auparavant que la majeure partie de l'énergie était émise sous forme de rayonnement, principalement des rayons X. Mais ce nouveau trou noir à gaz, appelé S26, montre que certains trous noirs peuvent libérer au moins autant d'énergie, et peut-être beaucoup plus, sous la forme de jets collimatés de particules en mouvement rapide.
"Ce trou noir n'est que quelques masses solaires, mais c'est une véritable version miniature des quasars et des radio-galaxies les plus puissants", a déclaré Pakull, "qui contiennent des trous noirs avec des masses de quelques millions de fois celle du Soleil".
Cet objet est un microquasar, qui est formé de deux objets - soit une naine blanche, une étoile à neutrons ou un trou noir, ainsi qu'une étoile compagnon. Les rayons X sont produits par la matière tombant d'un composant à l'autre et peuvent produire des jets de particules à grande vitesse. Les jets rapides percutent le gaz interstellaire environnant, le chauffant et déclenchant une bulle en expansion composée de gaz chauds et de particules ultra-rapides entrant en collision à différentes températures.
Sur la douzaine de microquasars trouvés dans la galaxie de la Voie lactée, la plupart des bulles sont assez petites, de moins de 10 années-lumière. Mais celui-ci a une largeur de 1000 années-lumière. De plus, ce microquasar est des dizaines de fois plus puissant que ceux précédemment vus.
En utilisant le Very Large Telescope de l'ESO et le télescope à rayons X Chandra de la NASA, Pakull et son équipe ont pu observer les zones où les jets se brisent dans le gaz interstellaire autour du trou noir et ont vu que la bulle de gaz chaud se gonflait à une vitesse de presque un million de kilomètres par heure.
Les jets sont tout aussi impressionnants, environ 300 parsecs de long, et bien que des jets puissants aient été vus de trous noirs supermassifs, ils étaient considérés comme moins fréquents dans la plus petite variété de microquasars. Cette nouvelle découverte pourrait amener les astronomes à regarder de plus près d'autres microquasars.
"La longueur des jets dans NGC 7793 est incroyable, par rapport à la taille du trou noir à partir duquel ils sont lancés", a déclaré le co-auteur Robert Soria. "Si le trou noir était réduit à la taille d'un ballon de football, chaque jet s'étendrait de la Terre au-delà de l'orbite de Pluton."
S26 est situé à 12 millions d'années-lumière, à la périphérie de la galaxie spirale NGC 7793. D'après la taille et la vitesse d'expansion de la bulle, les astronomes ont découvert que l'activité du jet devait durer au moins 200 000 ans.
Avec toute cette vitesse, cette taille et cette activité incroyables, que projette Pakull et son équipe comme avenir de ce microquasar?
"Oui, la vitesse d'expansion (275 km / s) est assez impressionnante, mais elle diminuera avec le temps", a déclaré Pakull à Space Magazine. «S'il était beaucoup plus bas à, disons, 70 km / s, le gaz choqué n'émettrait pas autant de lumière optique (par exemple la série Balmer de l'hydrogène) et nous n'aurions pas détecté la bulle. L'avenir du S26 dépend de l'évolution du microquasar central qui émet les jets. Je m'attends à ce qu'il puisse être actif pendant encore 100 000 à quelques millions d'années. »
Pakull a déclaré qu'il était intéressant d'imaginer ce qui se passerait si le microqusar arrêtait soudainement d'émettre les jets. "Alors la bulle ne disparaîtrait pas soudainement, mais brillerait comme avant pendant encore 100 000 ans", a-t-il déclaré. "Il ressemblerait à un reste de supernova, bien qu'avec un contenu énergétique 100 fois plus élevé."
Pakull a ajouté que cette nouvelle découverte aidera les astronomes à comprendre la similitude entre les petits trous noirs formés à partir d'étoiles éclatées et les trous noirs supermassifs au centre des galaxies, et il espère que ce travail stimulera un travail plus théorique sur la façon dont les trous noirs produisent de l'énergie.
Sources: ESO, échange d'e-mails avec Manfred Pakull.
