Les astronomes révèlent de nouvelles caractéristiques des trous noirs galactiques.

26 juillet 2023

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par Tony Allen, Université du Nevada, Las Vegas

Les trous noirs sont les objets les plus mystérieux de l'univers, avec des caractéristiques qui semblent sortir tout droit d'un film de science-fiction.

Les trous noirs de masse stellaire, par exemple, révèlent leur existence en absorbant des matériaux provenant de leurs étoiles compagnes. Et dans certains cas, les trous noirs supermassifs s'accumulent au centre de certaines galaxies pour former des régions compactes et lumineuses connues sous le nom de quasars, avec des masses équivalentes à des millions voire des milliards de fois celle de notre soleil. Un sous-ensemble de trous noirs de masse stellaire en accrétion qui peuvent éjecter des jets de plasma hautement magnétisé sont appelés microquasars.

Une équipe internationale de scientifiques, dont l'astrophysicien Bing Zhang de l'UNLV, rapporte dans Nature les résultats d'une campagne d'observation dédiée sur le microquasar galactique baptisé GRS 1915+105. L'équipe a révélé des caractéristiques d'un système de microquasar qui n'avaient jamais été observées auparavant.

En utilisant le télescope radio sphérique à ouverture de 500 mètres (FAST) en Chine, les astronomes ont découvert pour la première fois un signal d'oscillation quasi-périodique (QPO) dans la bande radio provenant de tout système de microquasar. Les QPO sont un phénomène que les astronomes utilisent pour comprendre le fonctionnement des systèmes stellaires comme les trous noirs. Alors que les QPO ont été observées dans les rayons X provenant des microquasars, leur présence en dehors de ce contexte - en tant que partie de l'émission radio du système - est unique.

"Le signal QPO particulier a une période approximative de 0,2 secondes, soit une fréquence d'environ 5 Hertz", a déclaré Wei Wang, professeur à l'Université de Wuhan en Chine, qui a dirigé l'équipe ayant fait cette découverte. "Un tel signal n'existe pas toujours et n'apparaît que dans des conditions physiques particulières. Notre équipe a eu la chance de capter le signal deux fois, en janvier 2021 et en juin 2022."[]

According to UNLV's Zhang, director of the Nevada Center for Astrophysics and one of the study's corresponding authors, this unique feature may provide the first evidence of activity from a 'jet' launched by a galactic stellar-mass black hole. Under certain conditions, some black hole binary systems launch a jet—a mix of parallel beams of charged matter and a magnetic field that moves with a swiftness approaching the speed of light.

'In accreting black hole systems, X-rays usually probe the accretion disk around the black hole while radio emission usually probes the jet launched from the disk and the black hole,' said Zhang. 'The detailed mechanism to induce temporal modulation in a relativistic jet is not identified, but one plausible mechanism would be that the jet is underlying precession, which means the jet direction is regularly pointing towards different directions and returns to the original direction once every about 0.2 seconds.'

Zhang said that a misalignment between the spin axis of the black hole and its accretion disk (extremely hot, bright spinning gases surrounding the black hole) could cause this effect, which is a natural consequence of a dragging of spacetime near a rapidly spinning black hole.

'Other possibilities exist, though, and continued observations of this and other galactic microquasar sources will bring more clues to understand these mysterious QPO signals,' said Zhang.

Informations sur la revue : Nature

Fourni par l'Université du Nevada, Las Vegas