L’écho d’un évènement survenu il y a 3000 ans révèle un trou noir supermassif mourant
Des astronomes japonais ont découvert les échos d’un trou noir supermassif « mourant ». Bien que l’objet soit actuellement silencieux, l’équipe a repéré les traces de deux énormes jets radio qui indiquent qu’il s’est tu récemment après une phase active et intense.
On pense que les trous noirs supermassifs se cachent au centre de la plupart des galaxies. Certains d’entre eux sont plus “extravertis” que d’autres, celui qui se trouve au cœur de notre Voie lactée, par exemple, est plutôt calme. Mais d’autres travaillent sans relâche, émettant d’énormes quantités de lumière et de rayonnement lorsqu’ils dévorent la matière. Ces galaxies sont connues sous le nom de noyaux galactiques actifs (NAG), ou quasars si elles sont particulièrement brillantes.
Image d’entête : représentation artistique d’un noyau galactique actif (AGN), avec de grands jets radio. La galaxie Arp 187 étudiée ici possède les restes de ces jets, mais le centre est devenu silencieux. (NASA/ ESA/ J. Olmsted (STScI))
La galaxie (ou radiogalaxie) Arp 187 semble assez calme de nos jours, mais apparemment, cela ne fut pas toujours le cas. En fait, il semble qu’elle ait été assez récemment un AGN, selon des chercheurs de l’université du Tōhoku au Japon.
L’équipe a observé Arp 187 à l’aide de deux radiotélescopes, l’ALMA et le Very Large Array (VLA), et elle a découvert un phénomène étrange qui n’avait pas lieu d’être : deux énormes lobes d’émissions radio. Ils ressemblent à ceux émis par les NAG, mais contrairement à ces derniers, le trou noir au centre était silencieux.
Ensuite, l’équipe a examiné de plus près les données qui capturaient de multiples longueurs d’onde de rayonnement, y compris le rayonnement radio, l’infrarouge moyen et les rayons X, confirmant ainsi que tous les signes habituels à petite échelle de l’activité d’un NAG avaient cessé, mais que ceux à grande échelle, les lobes, étaient toujours visibles. Cela suggère que l’activité s’est arrêtée quelque part au cours des derniers milliers d’années, c’est-à-dire très récemment… en termes cosmiques.
Les lobes radio de la galaxie Arp 187 sont clairs dans cette image radio composite obtenue à partir de données ALMA et VLA. Le trou noir, désormais silencieux, se trouve au centre. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Ichikawa et col.)
Ce délai est dû au fait que les lobes eux-mêmes s’étendent sur environ 3 000 années-lumière d’un bout à l’autre, ce qui signifie qu’il leur faudrait beaucoup de temps pour disparaître complètement après l’arrêt de la source.
A partir de l’étude : schéma présentant la différence d’observation entre un NAG standard (à gauche) et un NAG mourant (à droite) découvert par cette étude. Dans le NAG mourant, le noyau est très faible dans toutes les bandes de longueur d’onde car son activité est déjà morte, tandis que la région ionisée étendue est encore visible pendant ~3 000 années-lumière car il faut ~3 000 ans pour que la lumière traverse la région étendue. (Ichikawa et col./ l’Astrophysical Journal)
Selon Kohei Ichikawa, chercheur principal de l’étude :
Nous avons utilisé le satellite à rayons X NuSTAR de la NASA, le meilleur outil pour observer l’activité actuelle des AGN. Il permet la non-détection, et nous avons donc pu découvrir que le noyau est complètement mort.
L’étude pourrait aider les astronomes à mieux comprendre les cycles de vie et de mort de ces NAG, et les délais dans lesquels ces transitions se produisent. De précédentes recherches ont montré que les galaxies calmes se transforment soudainement en quasars déchaînés bien plus rapidement qu’on ne le pensait. Et même la Voie lactée semble être passée par ces phases extrêmement actives au cours de son existence.
L’étude publiée dans l’Astrophysical Journal : Discovery of Dying Active Galactic Nucleus in Arp 187: Experience of Drastic Luminosity Decline within 104 yr et présentée récemment lors de la 238e réunion de l’American Astronomical Society. Annoncée sur le site de l’Université du Tōhoku : Discovery of a Dying Supermassive Black Hole Via a 3000-year-long Light Echo.