Communiqué de presse

Un trou noir qui souffle une grosse bulle

7 juillet 2010

En combinant les observations effectuées avec le VLT de l’ESO et le télescope à rayons X Chandra de la NASA, des astronomes ont découvert la paire de jets la plus puissante jamais observée, émise par un trou noir stellaire. Cet objet, également connu comme un microquasar, propulse une gigantesque bulle de gaz de 1000 années lumière de diamètre, deux fois plus grande et dix fois plus puissante que celles des autres microquasars connus. Cette découverte est présentée cette semaine dans la revue Nature.

« Nous avons été surpris par la quantité d’énergie injectée dans le gaz par le trou noir », déclare Manfred Pakull, le premier auteur de l’article scientifique. « Ce trou noir ne fait que quelques masses solaires mais c’est une véritable version miniature des quasars les plus puissants et des radiogalaxies qui contiennent des trous noirs ayant une masse de quelques millions de masses solaires. »

Les trous noirs sont connus pour éjecter une quantité prodigieuse d’énergie quand ils absorbent de la matière. On supposait que la majorité de l’énergie sortait sous forme de radiations et principalement en rayons X. Toutefois, cette nouvelle découverte montre que certains trous noirs peuvent émettre au moins autant d’énergie et peut être plus encore sous forme de jets directifs de particules à grande vitesse. Ces jets rapides entrent en collision avec le gaz interstellaire environnant, l’échauffant et déclenchant l’expansion de la bulle. Cette bulle gonflée contient un mélange de gaz chaud et de particules à très grande vitesse à différentes températures. Des observations dans différents domaines du spectre (visible, radio, rayons X) aident les astronomes à calculer à quel rythme le trou noir chauffe son environnement.

Les astronomes ont pu observer l’endroit où les jets percutent le gaz interstellaire situé autour du trou noir et découvrir que la bulle de gaz chaud s'enfle à une vitesse voisine du million de kilomètres par heure.

« La longueur des jets dans NGC 7793 est surprenante comparée à la taille du trou noir qui les émet, » précise Robert Soria [1], un des coauteurs de l’article scientifique. « Si le trou noir était rapporté à l’échelle d’un terrain de foot, chaque jet s’étendrait de la Terre jusqu’au-delà de l’orbite de Pluton. »

Cette recherche va aider les astronomes à comprendre les similitudes entre les petits trous noirs nés de l’explosion des étoiles et les trous noirs super massifs situés au centre des galaxies. Des jets très puissants émis par des trous noirs super massifs ont été observés, mais l’on pensait qu’ils étaient moins fréquents dans la catégorie des plus petits microquasars. Cette nouvelle découverte suggère qu’un bon nombre d’entre eux n’a tout simplement pas été détecté jusqu’à présent.

Ce trou noir soufflant sa bulle de gaz se situe à 12 millions d’années lumière de la Terre, à la périphérie de la galaxie spirale NGC 7793 (eso0914b). A partir de la taille et de la vitesse d’expansion de la bulle, les astronomes ont découvert que l’activité des jets dure depuis au moins 200 000 ans.

Notes

[1] Les astronomes n’ont pas encore de moyens pour mesurer la taille du trou noir lui-même. Le plus petit trou noir découvert jusqu’à présent a un rayon de 15 km. Un trou noir stellaire moyen d’environ 10 masses solaires a un rayon de 30 km, alors que le rayon d’un « gros » trou noir stellaire peut atteindre les 300 km, ce qui reste beaucoup plus petit que les jets qui s’étendent sur plusieurs centaines d’années lumière de chaque côté du trou noir, ou soit environ plusieurs milliers de millions de millions de km.

Plus d'informations

Ce résultat a été publié cette semaine dans la revue Nature (A 300 parsec long jet-inflated bubble around a powerful microquasar in the galaxy NGC 7793, by Manfred W. Pakull, Roberto Soria and Christian Motch).

L’ESO - l’Observatoire Européen Austral - est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 14 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, le Danemark, l’Espagne, la Finlande, la France, l’Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L’ESO conduit d’ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l’astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d’importantes découvertes scientifiques. L’ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l’organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L’ESO gère trois sites d’observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l’ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l’observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et VISTA, le plus grand télescope pour les grands relevés. L’ESO est le partenaire européen d’ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L’ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d’un télescope européen géant – l’E-ELT- qui disposera d’un miroir primaire de 42 mètres de diamètre et observera dans le visible et le proche infrarouge. L’E-ELT sera « l’œil tourné vers le ciel » le plus grand au monde.

Liens

• L’article scientifique
• Plus d’information: Black Hole Press Kit

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Strasbourg, France
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Courriel: manfred.pakull@astro.unistra.fr

Christian Motch
University of Strasbourg
Strasbourg, France
Tél: +33 3 68 85 24 28
Courriel: christian.motch@astro.unistra.fr

Roberto Soria
MSSL, University College London
London, UK
Tél: +44 1483 204100 or +61 420 712 167
Courriel: rsoria@physics.usyd.edu.au

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso1028.