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Le monstre calme et introverti de la Voie lactée ne tourne pas

Le Monstre Calme Et Introverti De La Voie Lactée Ne

Une bête se cache au centre de la Voie lactée et elle bouge à peine.

Ce trou noir supermassif, Sagittaire A * (SgrA *), a une masse 4,15 millions de fois celle de notre soleil. Il s’est révélé pour la première fois aux scientifiques comme une source mystérieuse d’ondes radio du centre de la galaxie en 1931; mais ce n’est qu’en 2002 que les chercheurs ont confirmé que les ondes radio provenaient de quelque chose de massif et compact comme un trou noir – un exploit qui leur a valu le prix Nobel de physique 2020. Quelques jours à peine avant que l’équipe ne découvre son prix Nobel le 6 octobre, un autre groupe a appris quelque chose de nouveau sur le trou noir: il tourne plus lentement qu’un trou noir supermassif ne le devrait, se déplaçant à moins de (peut-être bien moins que) 10% de la vitesse de lumière.

Les trous noirs, malgré leur puissance impressionnante, sont des objets extraordinairement simples. Tous les traits distinctifs de la matière qui les forme et les nourrit se perdent dans leurs singularités infinitésimales. Ainsi, chaque trou noir de la galaxie peut être décrit avec seulement trois chiffres: masse, rotation et charge.

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Une fois que les chercheurs ont localisé un trou noir dans l’espace, mesurer la masse est assez simple – il suffit de vérifier à quel point sa masse tire sur les objets à proximité. Pour obtenir la masse de SgrA *, les scientifiques viennent d’observer son influence sur les «étoiles S», une collection d’étoiles les plus internes de la Voie lactée qui s’accélèrent à des vitesses incroyables alors qu’elles tournent autour du trou noir sur des orbites serrées. Et les chercheurs supposent que, comme la plupart des grands objets dans l’espace, les trous noirs n’ont pas de fortes charges électromagnétiques.

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(La planète Terre, par exemple, a des particules chargées positivement et des particules chargées négativement, mais elles s’annulent sur toute la planète. Les autres planètes et les étoiles connues fonctionnent de la même manière. Les chercheurs supposent que les trous noirs sont également neutres en charge. )

Cela laisse le spin comme la caractéristique mesurable restante de SgrA *, et les chercheurs pensent maintenant avoir la preuve que le supermassif est un spinner inhabituellement lent.

Le spin compte pour deux raisons principales.

Premièrement, comme 45Secondes.fr l’a précédemment rapporté, l’horizon des événements d’un trou noir – la région sombre dans laquelle même la lumière ne peut pas échapper à la gravité du monstre – grandit à mesure qu’il gagne plus de masse, s’éloignant de plus en plus de la singularité du trou noir. Mais à mesure que le trou noir tourne de plus en plus vite, l’horizon des événements se rétrécit. Les trous noirs à rotation très rapide devraient avoir des horizons d’événements plus petits que les trous noirs à mouvement plus lent de la même masse.

Deuxièmement, on pense que le spin joue un rôle dans les deux jets de matière chauffés à blanc qui se lancent parfois dans l’espace à des vitesses incroyables à partir de l’axe de rotation d’un trou noir. La plupart des galaxies de la taille de la Voie lactée ont des trous noirs supermassifs en leur centre, et souvent ces galaxies ont d’énormes jets visibles qui jaillissent de leur noyau.

Le télescope spatial Hubble a capturé un énorme jet relativiste, en bleu, émergeant du trou noir supermassif au centre de la galaxie M87. (La galaxie spirale géante elle-même apparaît comme un point brillant sur l’image, avec le trou noir trop petit pour être vu.) Le deuxième jet du trou noir s’étend dans l’autre direction et est caché de la vue. (Crédit d’image: Télescope spatial Hubble / NASA)

Mais la Voie lactée n’a pas de jets visibles. Cela en soi implique que SgrA * ne tourne probablement pas très vite. Les chercheurs pensent qu’un trou noir à rotation rapide remue le disque de matière d’accrétion tourbillonnant juste à l’extérieur de son horizon d’événements, accélérant ainsi une partie de cette matière pour éclater sous forme de jet. Ce que les scientifiques savent sur le SgrA * silencieux suggère déjà qu’il possède un petit disque d’accrétion, qu’il tourne à peine, ou les deux.

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Dans un nouvel article, une équipe de chercheurs a tenté de mesurer le spin de SgrA *. Une fois de plus, ils se sont appuyés sur les étoiles S visibles pour apprendre ce que faisait leur grand compagnon noir.

À l’heure actuelle, les chercheurs ont découvert que les étoiles S encerclaient SgrA * sur deux plans orbitaux. Si vous deviez dessiner leurs orbites autour du trou noir et voir le système de côté, ils formeraient un X. SgrA * doit tourner à une vitesse inférieure à 10% de la vitesse de la lumière, ont-ils trouvé, car plus vite le mouvement aurait fait sortir les étoiles S de leurs plans orbitaux en forme de X maintenant.

C’est parce que ces orbites, ont écrit les chercheurs, sont probablement aussi anciennes que les étoiles S elles-mêmes. Les étoiles suivent toujours les orbites avec lesquelles elles sont nées. Si SgrA * tournait très vite, ce ne serait pas le cas.

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Lorsque des objets lourds tournent très rapidement dans l’espace, cette rotation influence tout ce qui se trouve en orbite autour d’eux. Au fil du temps, cet objet massif tire sur les orbites de ces objets plus petits, les faisant s’aligner de plus en plus avec la propre direction de rotation de l’objet en rotation. Plus la rotation est lente, plus l’effet est faible et plus il faut de temps à ces objets pour s’aligner en orbite autour de leur gros chef.

Les étoiles sont suffisamment âgées pour que la vrille les ait remarquablement tirées si elles étaient très fortes. Avec leurs orbites aussi vierges que le jour de leur naissance, les étoiles S suggèrent fortement une limite de vitesse supérieure pour SgrA * à seulement un dixième de la vitesse de la lumière. Et il peut tourner beaucoup plus lentement.

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Ce résultat expliquerait également pourquoi SgrA * ne semble pas avoir de jets visibles, ont-ils écrit. Une première image en gros plan de l’ombre de SgrA *, qui devrait venir dans un proche avenir d’une autre équipe de recherche, devrait aider à le confirmer, ont-ils écrit.

L’article a été publié le 1er octobre dans The Astrophysical Journal Letters.

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr.

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