Nouveau-nés ou survivants? Comment les vents des trous noirs détruisent et créent des molécules

Par: Monique Menard | 2020-04-18

En 2017, des chercheurs ont découvert de jeunes étoiles en mouvement rapide, nées dans les vents autour de trous noirs supermassifs.

L’existence d’un grand nombre de molécules dans les vents créées par des trous noirs supermassifs au centre des galaxies a intrigué les astronomes pendant plus d’une décennie. Les molécules doivent exister dans les parties les plus froides de l’espace, donc être près des trous noirs, c’était comme trouver de la glace dans un four.

Les astronomes ne comprenaient pas comment quelque chose pouvait survivre à la chaleur des flux d’énergie, mais une nouvelle théorie des chercheurs de la Northwestern University (USA) prédit que ces molécules ne sont pas du tout des survivants, mais des composés complètement nouveaux nés dans les vents, avec des propriétés uniques qui leur permettent de s’adapter et de prospérer dans un environnement hostile.

La théorie d’Alexander Richings et de Claude-André Faucher-Giger, publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, est basée sur un modèle détaillé des processus chimiques qui se produisent dans le gaz interstellaire, accélérés par le rayonnement qui se produit pendant la croissance des trous noirs supermassifs.

« Le vent d’un trou noir chauffe le gaz à des températures élevées qui détruisent les molécules existantes. En simulant la chimie moléculaire, nous avons découvert que ce gaz dans le vent est progressivement refroidi et que de nouvelles molécules se forment », explique Alexander Richings.


Représentation artistique du vent provenant d’un trou noir supermassif. Crédit: ESA

La théorie répond aux questions soulevées par les observations précédentes du télescope spatial Herschel et du réseau de télescopes ALMA. En 2015, les astronomes ont confirmé l’existence de flux d’énergie provenant de trous noirs supermassifs détectés au centre de la plupart des galaxies. Les vents détruisent tout sur leur passage, y compris les molécules nécessaires à la formation des étoiles. Ils sont censés être responsables de l’existence de galaxies elliptiques « rouges et mortes » qui ont arrêté la formation des étoiles.

En 2017, des chercheurs ont découvert des jeunes étoiles se déplaçant rapidement, nées dans les vents autour de trous noirs super massifs en croissance, ce qui était considéré comme impossible étant donné les conditions extrêmes. La nouvelle théorie de Richings et Faucher sur la formation des molécules, dont l’hydrogène, le monoxyde de carbone et l’eau, aide à expliquer ce phénomène.

« Pour la première fois, le processus de formation des molécules a été modélisé dans les moindres détails, et à notre avis, c’est une explication très convaincante des observations de molécules dans les vents des trous noirs supermassifs », – a conclu Claude-André Faucher-Jiger.

Richings et Faucher-Giger suggèrent que les nouvelles molécules formées dans les vents sont plus chaudes et plus brillantes dans l’infrarouge que les molécules existantes. Cette théorie sera testée lorsque la NASA lancera le télescope spatial « James Webb » en 2019.

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