Des scientifiques révèlent des caractéristiques jusqu’alors inconnues des trous noirs
Les trous noirs, les entités les plus énigmatiques de l’univers, dévoilent leur existence à travers des propriétés étonnantes. Une nouvelle étude a permis aux scientifiques de révéler des caractéristiques jusqu’alors inconnues des trous noirs.
Les trous noirs de masse stellaire, d’une masse équivalente à environ dix soleils, manifestent leur présence en dévorant la matière de leurs partenaires stellaires. Parfois, les trous noirs supermassifs se regroupent au cœur de certaines galaxies, entraînant la formation de régions lumineuses et compactes appelées quasars.
Leur masse dépasse la nôtre de plusieurs millions à plusieurs milliards. Un groupe spécifique de trous noirs de masse stellaire, capables de lancer des jets de plasma hautement magnétisés, a été baptisé « microquasars« .
Image d’entête : représentation artistique d’un microquasar observé par le télescope FAST. (Professeur Wei Wang/ Université de Wuhan)
Une équipe internationale de scientifiques, dont l’astrophysicien Bing Zhang de l’Université du Nevada à Las Vegas, présente une étude observationnelle sur le microquasar galactique GRS 1915+105. L’étude (lien plus bas) révèle ainsi les caractéristiques sans précédent d’un système de microquasar.
En utilisant le colossal radiotélescope sphérique à cinq cents mètres d’ouverture (FAST) de la Chine, l’équipe a découvert pour la première fois un signal d’oscillation quasi périodique (OQP) dans la bande radio provenant d’un système de microquasar. Les OQP sont des outils indispensables aux astronomes pour comprendre le fonctionnement des systèmes stellaires, y compris les trous noirs. Bien que des OQP aient été repérés dans les rayons X des microquasars, leur découverte dans l’émission radio du système est une nouveauté.
Le Radiotélescope sphérique de cinq cents mètres d’ouverture (FAST).
Selon Wei Wang, professeur à l’université de Wuhan, en Chine, qui a été à l’origine de la découverte :
Ce signal OQP distinct présente une période approximative de 0,2 seconde ou une fréquence d’environ 5 Hertz. Le signal ne se manifeste pas toujours et n’apparaît que dans des conditions physiques uniques. Nous avons eu la chance de le détecter à deux reprises, en janvier 2021 et en juin 2022.
Zhang, directeur du Nevada Center for Astrophysics et l’un des principaux contributeurs de l’étude, suggère que cette caractéristique distinctive pourrait être la première preuve de l’existence d’un « jet » émis par un trou noir galactique de masse stellaire. Dans certaines circonstances, certains systèmes binaires de trous noirs peuvent déclencher un jet, c’est-à-dire des flux de matière chargée et un champ magnétique qui se déplacent à une vitesse proche de celle de la lumière.
Représentation artistique du microquasar GRO J1655-40. Il est composé d’une étoile peu massive et d’un objet compact qui s’avère être un trou noir stellaire. Parce que GRO J1655-40 montre des jets, il est aussi un microquasar, avec la particularité supplémentaire d’être une étoile en fuite. (ESA/ NASA)
Selon Bing Zhang :
Dans les systèmes de trous noirs, les rayons X explorent généralement le disque d’accrétion qui entoure le trou noir, tandis que les émissions radio explorent le jet lancé à partir du disque et du trou noir.
Il propose que le jet subisse une précession, ce qui l’amènerait à changer de direction et à revenir à sa trajectoire initiale toutes les 0,2 secondes, créant ainsi une “modulation temporelle”.
Zhang attribue ce phénomène à un désalignement potentiel entre l’axe de rotation du trou noir et son disque d’accrétion. Cependant, il mentionne également que d’autres possibilités pourraient exister, et que d’autres observations permettront de mieux comprendre ces signaux OQP cryptiques.
L’étude publiée dans Nature : Sub-second periodic radio oscillation in a microquasar et présentée sur le site de l’Université du Nevada, Las Vegas : Astronomers Reveal New Features of Galactic Black Holes.
