Selon un article publié dans la revue Astronomy & Astrophysics, les scientifiques ont expliqué pourquoi les éjections de certains trous noirs géants se déplacent à des vitesses supraluminales - ils «dansent», se balançant dans des directions différentes.
«Nous avons de bonnes raisons de croire que la surface du disque d'accrétion du trou noir se comporte comme le Soleil - elle se compose de gaz chauds, dans lesquels divers processus magnétiques se produisent constamment, y compris la reconnexion des lignes de force et des éruptions. Le champ magnétique global de ce disque entraîne le mouvement et la forme des émissions des trous noirs », explique Christian Fendt de l'Institut de radioastronomie de Bonn, en Allemagne.
Des trous noirs supermassifs existent au centre de presque toutes les galaxies. Contrairement aux trous noirs, qui apparaissent lorsque les étoiles s'effondrent, leur masse est plusieurs millions de fois celle du Soleil. Ils absorbent périodiquement des étoiles, d'autres corps célestes et du gaz et éjectent une partie de la matière capturée sous forme de jets - des faisceaux de plasma chauffé se déplaçant à une vitesse proche de la lumière.
Les premières observations de telles éjections indiquaient l'impossible - la vitesse de déplacement de la matière dans différentes parties des jets pouvait changer radicalement et dépassait parfois la vitesse de la lumière. Cette découverte a conduit les scientifiques à se demander comment de tels faisceaux de matière se produisent et pourquoi ils se déplacent de telle manière que cela ressemble à une violation des lois de la physique.
Fendt et ses collègues ont découvert comment cela se produit en observant l'un des trous noirs supermassifs les plus grands et les plus proches de nous, situé dans la galaxie M87 dans la constellation de la Vierge. Il n'est qu'à 54 millions d'années-lumière de nous, rendant le jet de son trou noir, découvert il y a près de cent ans, clairement visible même pour les télescopes les plus simples.
Le réseau de radiotélescopes VLBA, qui réunissait des dizaines d'antennes radio astronomiques les plus puissantes, a aidé les scientifiques à prendre des photos des «jambes» du jet et à s'en approcher à une distance environ sept fois plus petite que la taille du système solaire.
Après avoir analysé des centaines d'images, les astronomes allemands ont découvert que le jet «dansait» - sa base se balançait constamment et les courants de matière recevaient une accélération supplémentaire sous l'influence de champs magnétiques qui existaient à une courte distance de l'horizon des événements du trou noir au centre de M87.
Ces fluctuations, comme l'expliquent les scientifiques, nous ont fait croire que le flux se déplace à une vitesse plus rapide que la lumière, car la matière s'est périodiquement avérée être alignée non pas en ligne droite, mais tordue en une sorte de spirale.
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La source de ces champs, comme le suggèrent les chercheurs, est le soi-disant disque d'accrétion - un «beignet» de gaz chaud et de matière terrestre d'étoiles et de planètes, entourant un trou noir. En lui, selon Fendt et ses collègues, il y a de puissants champs magnétiques, dont l'interaction affecte le jet et participe même à sa création, «transférant» le point où se trouve la base de l'éjection du trou noir.
Tout cela, comme le notent les scientifiques, fait en quelque sorte les émissions de trous noirs et de notre Soleil, des éruptions et des taches à la surface desquelles naissent de la même manière. Est-ce vraiment le cas, les astronomes prévoient de vérifier dans un proche avenir, lorsque les participants au projet Event Horizon Telescope déchiffreront des images plus détaillées du noyau M87, obtenues début avril.
