Certains trous noirs sont tout sauf noirs, et les scientifiques en ont découvert 75,000 XNUMX parmi les plus brillants

Republié par Platon

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Lorsque les étoiles les plus massives meurent, elles s’effondrent pour former certains des objets les plus denses connus dans l’univers : les trous noirs. Ce sont les objets les plus « sombres » du cosmos, car même la lumière ne peut échapper à leur gravité incroyablement forte.

Pour cette raison, il est impossible d’imager directement les trous noirs, ce qui les rend mystérieux et assez déroutants. Mais notre nouvelle recherche a testé sur route un moyen de repérer certains des trous noirs les plus voraces de tous, facilitant ainsi leur découverte enfouis au plus profond du cœur de galaxies lointaines.

Malgré le nom, tous ne les trous noirs sont noirs. Bien que les trous noirs soient de tailles différentes, les plus gros se trouvent au centre des galaxies et continuent de croître.

Ces trous noirs « supermassifs » peuvent avoir une masse pouvant atteindre milliards de soleils. Le trou noir au centre de notre propre galaxie, la Voie Lactée, appelé Sagittaire A*, dont la découverte a reçu le Prix Nobel de physique 2020- est assez calme. Mais ce n’est pas le cas de tous les trous noirs supermassifs.

Si des matériaux tels que du gaz, de la poussière ou des étoiles s'approchent trop près d'un trou noir, ils sont aspirés par l'énorme force gravitationnelle. En tombant vers le trou noir, il se réchauffe et devient incroyablement brillant.

La lumière produite par ces « trous noirs brillants » peut couvrir tout le spectre électromagnétique, des rayons X aux ondes radio. Un autre nom pour le brillant les trous noirs au centre des galaxies se trouvent les « noyaux galactiques actifs » ou AGN. Ils peuvent briller des milliards de fois plus que le soleil et parfois même surpasser toutes les étoiles de sa galaxie.

Les trous noirs les plus brillants

Certain AGN crache violemment de la matière via un jet, qui parcourt des millions de kilomètres dans l’espace et peut être observé par les radiotélescopes. D’autres produisent des « vents » au centre de la galaxie, capables de chasser n’importe quel gaz (le carburant nécessaire à la formation des étoiles) hors de la galaxie.

Avec de telles forces destructrices au milieu d’une galaxie, les astronomes sont certains que cela doit avoir un impact important sur la galaxie elle-même. Nous savons que la plupart des galaxies désactiver leurs processus de formation d'étoiles, et AGN pourrait être l’un des coupables.

AGN peut donc non seulement nous aider à mieux comprendre les trous noirs insaisissables, mais leur étude nous apprend également sur les galaxies elles-mêmes.

Trouver des trous noirs brillants

En fonction de la quantité de trou noir « mange », de la galaxie dans laquelle il se trouve et de l’angle sous lequel nous pouvons le voir, les AGN peuvent être très différents les uns des autres. Même en regardant la même galaxie, un astronome équipé d'un télescope à rayons X peut la voir briller et découvrir un AGN, tandis qu'un autre astronome utilisant un radiotélescope pourrait ne rien voir si l'AGN ne produit pas de jets visibles dans l'espace. spectre radio.

Pour cette raison, on pensait qu'il s'agissait d'objets tous différents, mais en observant les mêmes objets avec des télescopes différents, les astronomes ont découvert qu'ils présentaient de nombreuses similitudes et ont réalisé les avantages d'utiliser davantage le spectre électromagnétique pour les trouver.

La luminosité relative d’une galaxie sur différentes parties du spectre électromagnétique est appelée « distribution spectrale de l’énergie ». Cela peut être utilisé pour mesurer le nombre d’étoiles dans une galaxie, leur âge, de quoi elles sont constituées et la quantité de poussière qui bloque la lumière.

Dans notre recherche, publié in Avis mensuels de la Royal Astronomical Society, nous montrons que cette technique peut également être utilisée pour repérer les AGN. Cela signifie que nous pouvons désormais mesurer non seulement les propriétés et l’histoire des étoiles de la galaxie, mais également la luminosité de son trou noir central.

Ce n’est pas une chose simple à faire. La différence entre la lumière des étoiles et la lumière d’un AGN est incroyablement subtile, il est donc possible de confondre de jeunes étoiles avec un trou noir brillant, et vice versa.

En Australie, des astronomes ont été utiliser des télescopes australiens pour créer des cartes 3D de galaxies dans des zones spécifiques du ciel. Ces cartes nous permettent de parcourir des centaines de milliers de galaxies, couvrant 11 milliards d'années d'histoire, à la recherche d'un éventuel AGN.

En appliquant notre nouvelle méthode à 700,000 75,000 galaxies, nous avons identifié et quantifié plus de 10 XNUMX AGN pour commencer à comprendre comment leur nombre a évolué au fil du temps et comment ils ont impacté leurs galaxies hôtes. Les astronomes pensent que le nombre d’AGN dans l’univers est lié à la quantité de formation d’étoiles, dont nous savons qu’elle était presque dix fois supérieure il y a environ XNUMX milliards d’années. Mais tant que nous ne serons pas certains d’avoir identifié tous les AGN à travers le temps cosmique dans nos échantillons de galaxies, nous ne le saurons pas avec certitude.

À l’heure actuelle, la communauté astronomique débat encore avec passion sur la nature des trous noirs actifs. Bien que nous n’ayons pas encore répondu aux questions nécessaires pour apaiser le débat, nous sommes sur le point de pouvoir repérer de manière fiable ces objets fascinants dans les galaxies. Et c’est une étape importante vers la mise en lumière du mystère des trous noirs.

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

Crédit image: NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al., CC BY-SA