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Comment les trous noirs supermassifs façonnent leur environnement

Crédits : iStock

Les étoiles se formant dans les galaxies semblent être influencées par le trou noir supermassif posté au centre de celles-ci, mais la façon dont ces trous noirs façonnent leur environnement n’a jamais été très claire pour les astronomes, jusqu’à maintenant.

Les astronomes ont longtemps soupçonné que des trous noirs supermassifs au cœur des galaxies pourraient probablement façonner leur environnement, mais ils n’avaient jamais été en mesure d’en saisir un sur le fait, et de comprendre précisément cette influence. C’est désormais chose faite. « Les trous noirs supermassifs sont captivants », explique Shelley Wright, auteure principale de l’étude et professeure de physique à l’Université de Californie à San Diego. « Comprendre pourquoi et comment les galaxies sont affectées par leurs trous noirs supermassifs est un puzzle exceptionnel dans leur formation que nous essayons de résoudre ».

Dans une étude publiée il y a quelques jours dans The Astrophysical Journal, les chercheurs ont ici examiné l’énergie entourant les vents puissants générés par le trou noir supermassif lumineux et vigoureux (connu sous le nom de quasar) 3C 298, posté au centre d’une galaxie que vous retrouverez à environ 9,3 milliards d’années-lumière. « Nous étudions les trous noirs supermassifs dans l’univers très précoce lorsqu’ils se développent activement en accumulant des quantités massives de gaz », explique Wright. « Alors que les trous noirs eux-mêmes n’émettent pas de lumière, le matériau gazeux qu’ils mâchent est chauffé à des températures extrêmes, ce qui en fait les objets les plus lumineux de l’univers ».

Les recherches ont ici révélé que les vents soufflés à travers toute la galaxie par le trou noir impactaient la croissance des étoiles. « Il est remarquable que le trou noir supermassif puisse influer sur les étoiles qui se forment sur de si grandes distances », explique Shelley Wright.

Dans l’image ci-dessus les couleurs vertes soulignent le gaz énergétique à travers la galaxie illuminée par le quasar, tandis que la couleur bleue représente les vents puissants soufflant dans toute la galaxie. Le trou noir supermassif lui-même se situe dans ce cercle brillant bordé d’orange au centre de l’image. Vous observez cette galaxie telle qu’elle était il y a 9,3 milliards d’années.

L’équipe a par ailleurs découvert que la galaxie concernée contenait environ 100 fois moins de matière que ce qu’elle devrait normalement supporter autour d’un trou noir supermassif de la taille de 3C 298. Puisque le nombre d’étoiles et leur masse influencent la masse des galaxies, les chercheurs supposent ici que ce trou noir supermassif s’est établi bien avant la galaxie, et que potentiellement, les vents énergiques générés par le quasar sont capables de contrôler la croissance de la galaxie.

Ces résultats sont les premiers d’une étude plus large visant à examiner les quasars lointains et leur impact énergétique sur la formation des étoiles et la croissance des galaxies. Andrey Vayner et  son équipe continueront donc à développer des recherches sur des quasars plus lointains encore, de quoi nous en apprendre davantage sur la mécanique de l’Univers.

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