Une nouvelle image révèle le champ magnétique intense du trou noir supermassif de la Voie lactée

Une nouvelle image du trou noir central de notre galaxie révèle le champ magnétique entourant l'objet en lumière polarisée. L’image révèle comment les gaz et la matière surchauffée se trouvant à proximité immédiate du trou noir se déplacent autour de lui. Mais à part cela, c’est un excellent moyen de visualiser la physique extrême qui se déroule au centre de notre galaxie.

Le trou noir supermassif de la Voie lactée s'appelle Sagittaire A*. Elle représente environ quatre millions de fois la masse du Soleil et a été la première photographié par la collaboration Event Horizon Telescope (EHT) en 2022. La collaboration a photographié son premier trou noir trois ans plus tôt, un monstre encore plus massif au cœur de la galaxie M87 (c'est un énorme avec 6,5 milliards de masses solaires).

Célèbre, rien – pas même la lumière – ne peut échapper à l’horizon des événements d’un trou noir, donc ces images montrent vraiment les ombres des trous noirs ; c'est-à-dire les régions de l'espace où résident les trous noirs. Mais l’environnement immédiat autour d’un trou noir est une autre histoire. Ces régions émettent une gamme extraordinaire de luminosité, allant des ondes radio aux rayons X. Cette luminosité est due à l’échauffement de la matière et des gaz qui entourent les trous noirs et constituent leurs disques d’accrétion, entraînant l’émission de lumière sur différentes longueurs d’onde.

Une partie de cette lumière est polarisée : ses longueurs d’onde oscillent d’une manière spécifique qui révèle des aspects de l’univers physique que nos yeux nus ne peuvent pas voir. Dans deux articles publiés aujourd'hui dans Les lettres du journal astrophysiquedes scientifiques affiliés à l'EHT ont révélé une image de Sagittarius A* qui met en valeur les champs magnétiques entourant le trou noir, révélés par la lumière polarisée de son disque d'accrétion.

Le premier article comprend l'image et un aperçu des observations et des données de l'équipe, tandis que le deuxième article dévoile la structure physique de l'anneau et les modèles théoriques qui expliquent les observations de l'équipe.

« Comme Sgr A* se déplace pendant que nous essayons de le prendre en photo, il était difficile de construire même une image non polarisée », a déclaré Geoffrey Bower, astrophysicien à l'Academia Sinica de Taipei et membre de la collaboration EHT, dans un observatoire européen austral. libérer. « Nous étions soulagés que l’imagerie polarisée soit même possible. Certains modèles étaient bien trop brouillons et turbulents pour construire une image polarisée, mais la nature n’était pas si cruelle.

M87 (le trou noir éponyme au cœur de la galaxie du même nom) a été une enquête plus approfondie en 2021lorsque deux articles (également publiés dans Les lettres du journal astrophysique) décrit les caractéristiques d'un jet éjecté par le trou noir. Les chercheurs ont également révélé une image de M87 en lumière polarisée, montrant les lignes de champ magnétique entourant l’objet supermassif.

« Avec un échantillon de deux trous noirs – avec des masses très différentes et des galaxies hôtes très différentes – il est important de déterminer sur quoi ils sont d'accord et sur lesquels ils ne sont pas d'accord », a déclaré Mariafelicia De Laurentis, astrophysicienne à l'Université de Naples Federico II et également membre de la collaboration EHT, dans la même version. « Puisque les deux nous orientent vers des champs magnétiques puissants, cela suggère qu’il s’agit peut-être d’une caractéristique universelle et peut-être fondamentale de ce type de systèmes. L’une des similitudes entre ces deux trous noirs pourrait être un jet, mais même si nous en avons photographié un très évident dans M87*, nous n’en avons pas encore trouvé dans Sgr A*.

Au cours de la prochaine décennie, la collaboration EHT, qui utilise huit télescopes dans le monde pour fonctionner comme un seul et immense radiotélescope, espère ajouter davantage de télescopes à son régime et observer à de nouvelles fréquences. Les extensions du télescope pourraient révéler n’importe quel jet du Sagittaire A* qui pourrait tout simplement ne pas être encore visible.

On sait peu de choses sur la naissance et la croissance des trous noirs, et l'EHT fournit les premiers regards directs sur ces objets mystérieux et extrêmes. D’autres analyses comparant des trous comme Sagittarius A* et M87 pourraient clarifier quelles propriétés appartiennent aux trous noirs plus petits (mais toujours supermassifs), et quelles propriétés n’existent que dans le plus grand des plus grands.

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