Depuis plus de 150 ans, la galaxie de l'OJ 287 et ses variations de luminosité à cinq milliards d'années-lumière ont été intriguées et fascinées, car ils soupçonnent que deux trous noirs supermassifs fusionnent dans le cœur.
Une équipe de recherche internationale dirigée par le Dr Efthalia Traianou de l'Université de Heidelberg a récemment réussi à prendre une image du cœur de la galaxie à un niveau de détail spécial. L'image révolutionnaire, prise à l'aide d'un radiotélescope spatial, montre un segment jusqu'à présent inconnu et fortement incurvé du jet de plasma qui tourne du centre de la galaxie. L'image fournit de nouvelles informations sur les conditions extrêmes qui prévalent autour des trous noirs supermassifs.
La recherche est publiée dans la revue Astronomie et astrophysique.
Le noyau de la galaxie OJ 287 appartient à la classe de Blazars qui présentent une activité élevée et une luminosité frappante. Les forces motrices derrière ces noyaux galactiques actifs sont des trous noirs. Ils absorbent la matière de leur environnement et peuvent le jeter sous forme de jets de plasma géant composés de rayonnement cosmique, de chaleur, d'atomes lourds et de champs magnétiques.
« Nous n'avons jamais observé une structure dans la galaxie de l'OJ 287 au niveau des détails observés dans la nouvelle image », souligne le Dr Traianou, chercheur postdoctoral dans l'équipe du Dr Roman Gold au Centre interdisciplinaire d'informatique scientifique de l'Université de Heidelberg.
L'image, qui pénètre profondément dans le centre de la galaxie, révèle la structure en forme de ruban fortement incurvée du jet; Il indique également de nouvelles perspectives sur la composition et le comportement du jet de plasma. Certaines régions dépassent les températures de dix billions de degrés Kelvin – évidence de l'énergie et des mouvements extrêmes libérés à proximité d'un trou noir.
Les chercheurs ont également observé la formation, la propagation et la collision d'une nouvelle onde de choc le long du jet et l'attribuer à une énergie dans la gamme de volts d'électrons-électron à partir d'une mesure inhabituelle du rayon gamma prise en 2017.
L'image dans la gamme radio a été prise avec un interféromètre radio-espace au sol composé d'un radio-télescope sur l'orbite de la Terre – une antenne de dix mètres de long de la mission Radioastron à bord du satellite Spektr-R – et un réseau de 27 observatoires au sol distribués à travers la Terre.
De cette façon, les chercheurs ont pu créer un télescope spatial virtuel avec un diamètre cinq fois supérieur au diamètre de la Terre; Sa haute résolution provient de la distance des observatoires de radio individuels les uns aux autres. L'image est basée sur une méthode de mesure qui tire parti de la nature des vagues de la lumière et des ondes qui se chevauchent associées.
L'image interférométrique sous-tend l'hypothèse selon laquelle un trou noir supermassif binaire est situé à l'intérieur de Galaxy OJ 287. Il fournit également des informations importantes sur la façon dont les mouvements de ces trous noirs influencent la forme et l'orientation des jets de plasma émis.
« Ses propriétés spéciales font de la galaxie un candidat idéal pour des recherches supplémentaires sur la fusion des trous noirs et les ondes gravitationnelles associées », déclare Efthalia Traianou.
Des institutions d'Allemagne, d'Italie, de Russie, d'Espagne, de Corée du Sud et des États-Unis ont toutes contribué à la recherche.
