Une explosion record créée par un trou noir à 390 millions d’années-lumière a été découverte par les astronomes.
« D’une certaine manière, cette explosion est similaire à la façon dont l’éruption du mont St. Helens en 1980 a arraché le sommet de la montagne », a déclaré Simona Giacintucci, auteur principal de l’étude au Naval Research Laboratory à Washington, D.C.
« Une différence essentielle est que vous pourriez faire entrer 15 galaxies de la taille de la Voie lactée d’affilée dans le cratère que cette éruption a percé dans le gaz chaud de l’amas », a déclaré Mme Giacintucci.
Un trou noir supermassif
L’explosion a eu lieu au centre de l’amas de galaxies d’Ophiuchus. Les amas de galaxies sont les plus grandes structures connues dans l’univers.
Les astronomes pensent qu’un trou noir supermassif au cœur d’une grande galaxie proche du centre de l’amas est responsable de l’explosion.
Les trous noirs ne se contentent pas d’engloutir la matière, ils l’expulsent aussi – généralement sous forme de jets ou de faisceaux de matière.
Et celui-ci bat tous les records précédents. L’énergie qui a créé l’explosion était cinq fois supérieure à celle de la MS 0735+74, autrefois connue comme l’explosion la plus grande et la plus puissante.
Les astronomes ont effectué l’observation à l’aide de télescopes terrestres et spatiaux, notamment l’observatoire à rayons X Chandra de la NASA, l’observatoire à rayons X X XMM-Newton de l’Agence spatiale européenne, le réseau à grand champ Murchison en Australie et le radiotélescope à ondes métriques géant en Inde.
Un indice livré précédemment
Un indice antérieur suggérait une activité autour de cet événement actuel en 2016, lorsque les observations faites à l’aide de Chandra ont révélé une possible explosion dans l’amas galactique.
En 2016, l’astronome Norbert Werner et ses collègues ont remarqué qu’il semblait y avoir une cavité dans le gaz chaud créé par les jets du trou noir. Mais la cavité était si grande et aurait nécessité tellement d’énergie pour se former qu’ils ne pensaient pas que c’était possible.
La nouvelle étude, publiée jeudi dans The Astrophysical Journal, révèle l’explosion et confirme la cavité initialement détectée en 2016.
« J’étais vraiment heureux quand j’ai vu ces résultats », a commenté Norbert Werner dans un article de blog sur le site de Chandra. « Dans notre article, nous avons envisagé la possibilité que cette caractéristique soit le résultat d’une explosion record de trou noir, mais nous l’avons écartée comme étant peu probable. »
« C’est l’un des amas de galaxies les plus proches et cela semblait être une trop grande coïncidence de voir une telle explosion dans notre arrière-cour cosmique », a écrit Norbert Werner. « Les affirmations extraordinaires ont besoin de preuves extraordinaires et l’observation rapportée dans cet article fournit les preuves qui nous manquaient. »
Les données radiologiques, combinées aux données de longueur d’onde radio des télescopes au sol, ont permis de confirmer la présence de la cavité, car elle bordait une région remplie d’émissions radio. Ces émissions radio ont été créées par des électrons se déplaçant à la vitesse de la lumière dans les jets s’éloignant du trou noir.
« Les données radio s’insèrent dans les rayons X comme une main dans un gant », a déclaré le co-auteur de l’étude, Maxim Markevitch, un astrophysicien du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. « C’est l’élément décisif qui nous indique qu’une éruption d’une taille sans précédent s’est produite ici. »
Comme la découverte d’un dinosaure
L’explosion a depuis cessé, car les données radio actuelles ne révèlent aucune activité des jets. Chandra était parfaitement adapté à cette détection car il peut espionner un gaz dense et froid grâce aux rayons X, qui serait autrement invisible.
Ce gaz s’est déplacé du trou noir et de la galaxie, coupant surtout le carburant du trou noir pour créer des jets.
« C’était comme la découverte d’un dinosaure, avec juste un petit morceau (le bord inhabituel des rayons X) qui dépasse au début, puis soudain un nouveau type de créature sortant du sol », ont écrit Mme Giacintucci et M. Markevitch dans un article de blog sur le site Chandra.
Mais les émissions radio sont absentes de l’autre côté du trou noir, ce qui crée un mystère à résoudre pour les astronomes. En général, des jets s’échappent des deux côtés du trou noir.
« Comme c’est souvent le cas en astrophysique, nous avons vraiment besoin d’observations sur plusieurs longueurs d’onde pour vraiment comprendre les processus physiques à l’œuvre », a déclaré la co-auteure de l’étude, Melanie Johnston-Hollitt, directrice du Murchison Widefield Array et astrophysicienne au Centre international de radioastronomie en Australie.
« Le fait de disposer des informations combinées des radiotélescopes et des rayons X a révélé cette source extraordinaire, mais d’autres données seront nécessaires pour répondre aux nombreuses questions restantes que cet objet pose. »
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