Un trou noir supermassif tire un faisceau de haute énergie directement sur la Terre

Une mission de la NASA a observé un trou noir supermassif pointant un faisceau de haute énergie vers la Terre à 400 millions d'années-lumière.

Le Markarian 421 simule un faisceau à haute énergie. Photo : NASA/Pablo Garcia — Le Markarian 421 simule un faisceau à haute énergie. Photo : *NASA/Pablo Garcia*

Les trous noirs supermassifs actifs sont entourés d'un disque rotatif de matière appelé disque d'accrétion, qui leur fournit de la « nourriture » au fil du temps. Une partie de la matière qu’ils ne peuvent engloutir est alors transmise aux pôles, puis éjectée à une vitesse proche de celle de la lumière. Ce processus produit un rayonnement électromagnétique extrêmement brillant et à haute énergie. Dans certains cas, comme la dernière découverte de la NASA, les faisceaux pointent directement vers la Terre lors d'un événement appelé blazar, a rapporté Live Science le 30 juillet.

Le blazar, nommé Markarian 421, est situé dans la constellation de la Grande Ourse et a été observé par la mission Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) de la NASA, lancée en décembre 2021. IXPE examine une caractéristique des champs magnétiques appelée polarité, qui fait référence à la direction du champ magnétique. La polarisation du jet de Markarian 421 montre qu'une partie du jet, où les particules accélèrent, possède également un champ magnétique avec une structure torsadée.

Les faisceaux Blazar s'étendent à travers l'espace sur des millions d'années-lumière, mais le mécanisme qui les produit n'est pas bien compris. Cependant, la nouvelle découverte autour du faisceau Markarian 421 pourrait aider à faire la lumière sur ce phénomène cosmique, a déclaré Laura Di Gesu, astrophysicienne à l'Agence spatiale italienne et chef de l'équipe de recherche.

La principale raison pour laquelle les jets de trous noirs supermassifs actifs sont si brillants est que les particules approchent la vitesse de la lumière, émettant une énergie énorme et agissant selon la théorie de la relativité restreinte d'Einstein. Les faisceaux du Blazer sont également plus lumineux car leur pointage vers la Terre amplifie la longueur d'onde de la lumière, augmentant à la fois la fréquence et l'énergie. De ces deux effets, les blazars résultants peuvent être plus brillants que toute la lumière de toutes les étoiles de la galaxie réunies. IXPE utilise désormais cette lumière pour cartographier le mécanisme physique au centre du faisceau de Markarian 421 et identifier la source du faisceau lumineux.

L’analyse des données IXPE montre que la polarisation du faisceau tombe à 0 % dans les première et deuxième observations. L’équipe a découvert que le champ magnétique rotatif ressemble à un tire-bouchon. La mesure du rayonnement électromagnétique sous forme de lumière optique, infrarouge et radio n’affecte pas la stabilité et la structure du faisceau. Cela signifie que l'onde de choc se propage le long du champ magnétique torsadé de Markarian 421. Cette nouvelle découverte fournit la preuve la plus claire à ce jour que le champ magnétique torsadé contribue à l'onde de choc qui accélère les particules dans le faisceau.

L'équipe prévoit de continuer à explorer Markarian 421 ainsi que d'identifier d'autres blazars présentant des caractéristiques similaires pour comprendre le mécanisme derrière le phénomène.

An Khang (selon Live Science )

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