Une mission de la NASA a observé un trou noir supermassif pointant un faisceau de haute énergie vers la Terre à une distance de 400 millions d'années-lumière.
Simulation de Markarian 421 émettant un faisceau de haute énergie. Image : NASA/Pablo García
Les trous noirs supermassifs actifs sont entourés de disques de matière en rotation, appelés disques d'accrétion, qui les alimentent progressivement. Une partie de la matière qu'ils ne peuvent absorber est ensuite transférée vers les pôles, où elle est éjectée à une vitesse proche de celle de la lumière. Ce processus produit un rayonnement électromagnétique extrêmement brillant et de haute énergie. Dans certains cas, comme celui récemment détecté par la NASA, le faisceau est dirigé 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 observe une caractéristique des champs magnétiques appelée polarisation, qui indique la direction du champ magnétique. La polarisation du jet éjecté par Markarian 421 montre que la partie du jet où les particules accélèrent possède également un champ magnétique à structure torsadée.
Les blazars s'étendent à travers l'espace sur des millions d'années-lumière, mais leurs mécanismes de création ne sont pas encore totalement compris. Cependant, les nouvelles découvertes concernant Markarian 421 pourraient contribuer à éclairer ce phénomène cosmique, a déclaré Laura Di Gesu, astrophysicienne à l'Agence spatiale italienne et auteure principale de l'étude.
La principale raison pour laquelle les jets d'un trou noir supermassif actif sont si brillants est que les particules approchent la vitesse de la lumière, émettant d'énormes énergies et agissant selon la théorie de la relativité restreinte d'Einstein. Les jets de blazars sont également amplifiés par le fait que leur trajectoire vers la Terre amplifie la longueur d'onde de la lumière, augmentant ainsi à la fois la fréquence et l'énergie. Il en résulte que les blazars peuvent être plus brillants que toute la lumière de toutes les étoiles de la galaxie réunies. L'IXPE utilise désormais cette lumière pour cartographier la physique au centre du jet de Markarian 421 et identifier la source du faisceau lumineux.
L'analyse des données IXPE a montré que la polarisation du faisceau était tombée à 0 % lors des première et deuxième observations. L'équipe a constaté que le champ magnétique rotatif ressemblait à un tire-bouchon. Les mesures du rayonnement électromagnétique optique, infrarouge et radio n'ont pas affecté la stabilité ni la structure du faisceau. Cela signifie que les ondes de choc se sont propagées le long des champs magnétiques torsadés de Markarian 421. Ces nouvelles découvertes apportent la preuve la plus claire à ce jour que les champs magnétiques torsadés contribuent aux ondes de choc qui accélèrent 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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