Comment les trous noirs supermassifs avides de carburant se nourrissent de gaz intergalactique
Une étude menée par le College of Southampton a montré comment les trous noirs supermassifs (SMBH) se nourrissent des nuages de gaz qui les atteignent en voyageant à des centaines de milliers d’années-lumière d’une galaxie à l’autre.
Une équipe internationale de scientifiques a mis en évidence un lien essentiel entre l’interaction des galaxies voisines et l’énorme quantité de gaz nécessaire pour “alimenter” ces phénomènes spatiaux géants et superdenses. Leurs conclusions doivent être publiées dans Nature Astronomy.
Un trou noir peut être produit lorsqu’une étoile s’effondre, comprimant la matière dans un espace relativement restreint. La force de gravité augmente alors à un point tel que rien ne peut s’en échapper, pas même la lumière – d’où son nom.
Certains trous noirs sont énormes, avec des masses des millions de fois supérieures à celle de notre soleil, et émettent d’énormes quantités d’énergie. Ils sont appelés “trous noirs supermassifs” et la façon dont ils se développent ou obtiennent suffisamment de combustible pour s’alimenter reste un secret.
Déclaration du Dr Sandra Raimundo
L’astrophysicienne et chercheuse principale du College of Southampton, le Dr Sandra Raimundo, déclare : “Les trous noirs supermassifs alimentent leur activité, en partie, par l’accumulation considérable de gaz provenant de l’environnement qui les entoure.
Les trous noirs supermassifs pourraient faire rayonner les centres des galaxies de façon très brillante lorsqu’ils capturent du gaz, et l’on pense que cette procédure peut avoir un impact significatif sur l’aspect actuel des galaxies. La façon dont les SMBH obtiennent suffisamment de carburant pour maintenir leur activité et leur croissance pose encore des problèmes aux astronomes. Pourtant, les travaux que nous avons menés constituent un pas en avant vers la compréhension de ce phénomène”.
Le chercheur de Southampton, en collaboration avec des scientifiques des universités de Copenhague et de Californie, a utilisé les données du télescope anglo-australien de quatre mètres situé en Nouvelle-Galles du Sud, en Australie, pour examiner les orbites des gaz et des étoiles dans un vaste échantillon de plus de 3 000 galaxies.
Ils ont déterminé celles qui présentaient ce qu’on appelle un gaz “mal aligné”, c’est-à-dire un gaz qui tourne dans une direction différente de celle des étoiles de la galaxie, signalant une interaction passée entre galaxies. Ils ont ensuite découvert que les galaxies dont le gaz était mal aligné présentaient une fraction plus importante de trous noirs supermassifs actifs.
Lien entre le gaz mal aligné et les trous noirs supermassifs
Les résultats ont révélé un lien clair entre le gaz mal aligné et l’activité des trous noirs supermassifs, suggérant que le gaz est transféré à l’endroit où deux galaxies se rencontrent, qu’il serpente sur de grandes distances dans l’espace, puis succombe aux énormes forces gravitationnelles du trou noir supermassif, qu’il est attiré et avalé comme une ressource vitale de carburant. Les astronomes ont longtemps supposé qu’une fusion avec une autre galaxie pouvait fournir cette source de gaz, mais les preuves directes de cette hypothèse n’ont jamais été apportées.
Le Dr Raimundo décrit : “Les travaux que nous avons menés révèlent que la présence de gaz mal aligné par rapport aux étoiles est associée à une augmentation de la proportion de trous noirs supermassifs actifs. Puisque le gaz mal aligné est un indicateur clair d’une interaction passée entre 2 galaxies, notre travail révèle que les interactions entre galaxies offrent du carburant pour alimenter les trous noirs supermassifs actifs.”
“C’est la première fois qu’un lien direct est observé entre le développement et l’existence de gaz désalignés et l’alimentation des trous noirs supermassifs actifs.”
Marianne Vestergaard, co-auteur de la recherche, déclare : “Ce qui est passionnant concernant ces observations, c’est que nous pouvons actuellement, pour la toute première fois, déterminer le gaz capturé et le suivre jusqu’au centre où le trou noir le dévore.”
Les scientifiques ont actuellement l’intention d’étendre leurs recherches et d’utiliser leurs résultats pour déterminer quelle proportion de la masse totale des trous noirs supermassifs s’est développée à partir de ce mécanisme et dans quelle mesure ce dernier était essentiel dans l’univers primitif.
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