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Cas d’indigestion chez un trou noir supermassif à 23 millions d’années-lumière

NRAO / AUI / NSF / NASA / CXC / NASA / ESA / STScI / U. Manchester / Rampadarath et al.

Une étude à plusieurs longueurs d’ondes d’une paire de galaxies en pleine fusion révélait il y a quelques jours un cas « d’indigestion cosmique ». Le ventre plein et ne pouvant manger davantage, un trou noir s’est mis à « renvoyer » de la matière dans le milieu interstellaire.

Une fois tous les 200 millions d’années environ, la petite galaxie NGC 5195 tombe dans les bras extérieurs de son plus grand compagnon, NGC 5194, la galaxie du Tourbillon. Les deux galaxies sont enfermées dans une danse gravitationnelle qui les mènera dans quelques milliards d’années à ne former qu’une seule et même galaxie. Au fur et à mesure que la première plonge dans la seconde, de la matière s’écoule dans le trou noir supermassif posté au centre de NGC 5195, formant un disque d’accrétion autour. Seulement, un peu comme vous et moi, ce trou noir ne peut ingurgiter qu’une certaine quantité de matière, sinon c’est l’indigestion assurée.

Il y a quelques mois, l’observatoire Chandra de la NASA repérait des arcs d’émission de rayons X qui semblent résulter de cette « alimentation forcée ». De nouvelles images à haute résolution du noyau de NGC 5195 prises avec le réseau radio e-MERLIN combinées aux images d’archives de la zone environnante capturées par le Very Large Array (VLA) et de Hubble, révèlent en détail comment ces « explosions » se produisent et se propagent.

Le trou noir supermassif au centre de NGC 5195 a une masse équivalente à environ 19 millions de Soleils. Lorsque le processus d’accrétion se décompose, des forces et des pressions immenses créent une onde de choc qui repousse la matière vers le milieu interstellaire. Les électrons, accélérés à des vitesses proches de celles de la lumière, interagissent avec le champ magnétique du milieu interstellaire et émettent de l’énergie aux longueurs d’onde radio. L’onde de choc gonfle alors et chauffe le milieu interstellaire qui émet des rayons X. Les électrons sont supprimés des atomes d’hydrogène neutres environnants donnant ainsi de l’hydrogène ionisé. C’est en tout cas ce qu’ont repéré les chercheurs.

Par ailleurs, ces arcs repérés dans NGC 5195 semblent avoir été émis il a entre un et deux millions d’années. Pour mettre cela en perspective, les premières traces de matière régurgitées par le trou noir à peu près au moment où nos ancêtres découvraient le feu. Et nous sommes aujourd’hui en mesure d’observer cet événement passé, une sorte de « renvoi de matière cosmique » assez remarquable.

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