Un trou noir supermassif se précipite au centre de l’amas galactique à une vitesse supersonique

Par: Monique Menard | 2020-04-24

Une équipe d’astronomes a reçu une image détaillée d’un trou noir supermassif se déplaçant à grande vitesse vers le cœur d’un amas de galaxies lointain.

En utilisant le dernier radiotélescope « Sardinia Radio Telescope » (SRT) avec une antenne parabolique géante de 64 mètres, une équipe d’astronomes de l’Institut national d’astrophysique (Italie) et de l’Université de Cagliari (Italie) a obtenu une image détaillée d’un trou noir supermassif se déplaçant à grande vitesse vers le cœur d’un amas de galaxies lointaines connu sous le nom de 3C 129. Les résultats seront présentés dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Le trou noir observé est situé au centre d’une galaxie elliptique à 300 millions d’années-lumière de la Terre. Le « monstre », ainsi que sa galaxie, est actuellement en train d’entrer en collision avec un amas de 3C 129, vers lequel il a été conduit par une force gravitationnelle créée par une énorme concentration de matière noire, de galaxies et de gaz chaud. L’image radio montre que le trou noir est en train d’accumuler activement de la matière. Une partie de cette matière ne tombe pas en son centre, mais est émise par deux flux de plasma, qui fusionnent pour former une queue impressionnante beaucoup plus longue que la galaxie elle-même.

« Le phénomène risque fort de ressembler à une trace d’inversion. Dans le cas d’un trou noir, le « carburant non brûlé » est un mélange d’électrons à haute énergie et de champs magnétiques. En comparant les nouvelles observations de la SRT avec celles d’autres radiotélescopes, nous avons pu obtenir pour la première fois une carte d’âge de la source radio et déterminer qu’elle se déplace à une vitesse supersonique », a déclaré Matteo Murgi, auteur principal de l’étude.


Un amas de galaxies 3C 129 et un trou noir se déplaçant vers le centre. Crédit: INAF

L’atmosphère terrestre a une vitesse du son d’environ 1 200 kilomètres par heure, mais dans l' »atmosphère » d’un amas de galaxies constitué de gaz ultra-épars chauffé à des millions de degrés, la vitesse du son atteint 4 000 000 kilomètres par heure. Les données montrent qu’un trou noir dépasse cette vitesse de 1,5 fois.

« Une autre caractéristique du trou noir observé est la présence d’une onde de choc à l’avant de sa galaxie, très similaire à celle qui se produit lorsque l’avion vole à une vitesse supersonique. Nous avons été quelque peu surpris de constater que les modèles théoriques prédisant une onde de choc à un trou noir à ces vitesses correspondent exactement aux observations », a ajouté Matteo Murgi.

« La SRT est l’un des radiotélescopes les plus grands et les plus sensibles au monde. C’est la première des nombreuses découvertes qui seront faites à l’avenir grâce à elle », a conclu Stephen Tingay, chef du département de radioastronomie de l’Institut national d’astrophysique.

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