Il se passe beaucoup de choses au centre de notre galaxie. Dans ce quartier époustouflant, où les lois de la physique sont au-delà de la compréhension, les astronomes ont détecté un anneau de gaz frais.
Sagittaire A-Star, ou Sag. A * pour faire court, est à 26 000 années-lumière de la Terre et est environ 4 millions de fois plus massif que notre Soleil. Toute cette masse signifie que l'énergie gravitationnelle écrasante attire le matériau vers A *. Mais avant que le matériau ne soit aspiré, sur l'horizon de ventilation, il réside dans un disque d'accrétion rotatif.
Les astronomes savent tout cela depuis un moment. Affaissement. A * est une source de rayons X brillante, car le matériau du disque est comprimé et chauffé, ce qui provoque l'émission de rayons X. Ce n'est pas seulement chauffé; il est surchauffé à 10 millions de degrés Celsius (18 millions de degrés Fahrenheit.) Les observatoires de rayons X dans l'espace ont pu voir tout cela jusqu'à environ un dixième d'année-lumière du trou lui-même.
Mais il y a aussi une grande quantité d'hydrogène «froid» à quelques années-lumière du trou. Ce gaz n'est froid que par rapport aux autres gaz. C’est environ 10 000 degrés Celsius (18 000 degrés Fahrenheit.) Quelle contribution à l’environnement du trou noir ce gaz plus froid a été inconnue. Jusqu'à présent, en tout cas.
«Nous espérons que ces nouvelles observations ALMA aideront le trou noir à dévoiler certains de ses secrets.»
Elena Murchikova, auteur principal de l'article, astrophysicien à l'Institute for Advanced Study de Princeton, New Jersey.
Maintenant, une nouvelle étude utilisant le réseau Atacama Large Millimeter / Sub-Millimeter (ALMA) nous a donné notre première image de ce corps froid de gaz. Leur article détaillant ce travail paraît dans le numéro du 6 juin de Nature. Voilà comment ils l'ont fait.
Il y a suffisamment de rayonnement près du centre de la galaxie pour que les atomes d'hydrogène perdent leurs électrons. Puis ils les retrouvent à nouveau, dans un cycle continu. Ce faisant, la recombinaison libère de l'énergie dans un signal de longueur d'onde millimétrique particulier. Ce signal peut voyager jusqu'à la Terre avec très peu de perte de signal.
ALMA est une machine très fine, puissante et sensible, et elle est capable de syntoniser ce signal spécifique. Les astronomes ont utilisé cette puissance et cette sensibilité pour produire la toute première image du disque de gaz frais à une distance de seulement un centième d'une année-lumière de Sag. UNE*. Leurs observations ont permis aux astronomes de cartographier l'emplacement de ce nuage et également de suivre son mouvement. Ils ont également mesuré la taille du nuage d'hydrogène, qui contient environ un dixième de la masse de Jupiter, soit un dix millième de la masse du Soleil.
«Nous avons été les premiers à imager ce disque insaisissable et à étudier sa rotation.»
Elena Murchikova, auteur principal de l'article, astrophysicien à l'Institute for Advanced Study de Princeton, New Jersey.
L'effet Doppler entre également en jeu. À mesure que le signal de la recombinaison d'hydrogène se déplace vers la Terre, sa fréquence se déplace vers la partie la plus bleue du spectre. En cartographiant ces changements, les astronomes ont pu voir que l'anneau de gaz tourne autour du trou noir.
Étant donné que l'environnement autour d'un trou noir est tellement chaotique, il faut beaucoup de travail pour comprendre tout ce qui s'y passe. Ces informations aideront les scientifiques à comprendre cet environnement et la façon dont un trou noir consomme de la matière.
"Nous avons été les premiers à imager ce disque insaisissable et à étudier sa rotation", a déclaré Elena Murchikova, membre en astrophysique à l'Institute for Advanced Study de Princeton, New Jersey, et auteur principal du document. «Nous sondons également l'accrétion sur le trou noir. Ceci est important car il s'agit de notre trou noir supermassif le plus proche. Même ainsi, nous ne savons toujours pas comment fonctionne son accrétion. Nous espérons que ces nouvelles observations ALMA aideront le trou noir à dévoiler certains de ses secrets. »
Sources:
- Communiqué de presse: Anneau frais et nébuleux autour du trou noir supermassif de la Voie lactée
- Document de recherche: un disque d'accrétion frais autour du trou noir du centre galactique
- Site Web de l'ALMA
