Les astronomes ont utilisé l'observatoire à rayons X Chandra et un certain nombre d'autres télescopes pour voir l'un des trous noirs les plus puissants jamais observés.
Les scientifiques ont utilisé des images optiques du télescope en orbite Hubble, reflétant l'emplacement des galaxies dans l'amas massif RX J1532 à une distance de 3,9 milliards d'années-lumière de la Terre. L'image résultante a ensuite été superposée aux données radiographiques de l'observatoire Chandra, illustrant un nuage de gaz chaud.
La présence de grandes quantités de gaz chauds au centre de l'amas est depuis longtemps un mystère pour les scientifiques. Le gaz devrait se refroidir avec le temps, tandis que la région centrale, où sa densité est la plus élevée, devrait être refroidie le plus intensément. La pression y baisse, le gaz se précipite vers le centre, formant simultanément de nouvelles étoiles. Mais dans ce cas, les astronomes n'ont pas réussi à trouver des traces de formation d'étoiles actives.
Selon un communiqué de presse de l'Observatoire Chandra, les dernières images ont contribué à clarifier la situation. Ainsi, au centre de l'amas RX J1532 se trouve une grande galaxie elliptique, de chaque côté de laquelle les chercheurs ont vu d'immenses espaces vides, comme creusés dans un nuage de gaz.
Les astronomes ont conclu que ces zones étaient percées par des jets supersoniques en éruption à partir d'un trou noir géant situé au cœur de la galaxie. De puissants jets de plasma transportent le gaz sur les côtés, et le front de choc à la limite des cavités formées forme des ondes sonores qui maintiennent la température élevée du nuage et empêchent par la suite la formation de milliards de nouvelles étoiles.
Les zones sombres des images sont si grandes que chacune d'elles conviendrait à notre galaxie de la Voie lactée. Cela signifie que le trou noir qui les a engendrés doit être au moins dix fois plus grand que celui du cluster Perseus, connu pour des espaces vides similaires.
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Habituellement, des jets se forment en raison de la grande quantité de matière tombée au-delà de l'horizon des événements. Mais cette fois, les chercheurs n'ont pas détecté les rayons X intenses, indiquant l'appétit exorbitant du trou noir. Des calculs ont montré que seuls des trous ultra-massifs d'une masse 10 milliards de fois supérieure à celle du soleil peuvent éjecter des jets aussi puissants sans absorber de matière.
Certes, il existe une autre version, selon laquelle le trou noir du cluster RX J1532 a une masse 10 fois inférieure, mais tourne en même temps à une vitesse incroyable. Cependant, même dans ce cas, ses dimensions dépassent la plupart des objets similaires découverts dans l'Univers. Rappelons que la masse du plus grand trou noir, découvert en 2012, dépasse la masse du Soleil de 17 milliards de fois.
Les résultats détaillés de l'étude sont publiés dans The Astrophysical Journal (une pré-impression de l'article peut être consultée sur arXiv.org).
Ivan Zagorsky
