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Les habitudes alimentaires supermassives du trou noir d'Andromède révélées par le Spitzer de la NASA

SciTechDaily

Poussière de trou noir du télescope spatial Spitzer

Ces images de la galaxie d'Andromède utilisent les données du télescope spatial Spitzer, à la retraite, de la NASA. Plusieurs longueurs d'onde sont affichées dans l'image du haut, révélant les étoiles, la poussière et les zones de formation d'étoiles. L'image du bas montre uniquement la poussière, ce qui permet de mieux voir la structure sous-jacente de la galaxie. Crédit : NASA/JPL-Caltech

NASALes images du télescope spatial Spitzer montrent des flux de poussière alimentant le supermassif trou noir à Andromède, révélant comment ces trous noirs peuvent se nourrir en continu sans fluctuation significative de la lumière. Des études récentes utilisant des modèles informatiques et des données d’archives confirment cette conclusion.

Dans les images du télescope spatial Spitzer, à la retraite, de la NASA, des flux de poussière s'étendant sur des milliers d'années-lumière se dirigent vers le trou noir supermassif au cœur de la galaxie d'Andromède. Il s’avère que ces courants peuvent aider à expliquer comment des trous noirs, dont la masse est des milliards de fois supérieure à celle de notre Soleil, rassasient leur gros appétit tout en restant des mangeurs « silencieux ».

Alors que les trous noirs supermassifs engloutissent du gaz et de la poussière, la matière se réchauffe juste avant de tomber, créant d’incroyables spectacles de lumière – parfois plus brillants qu’une galaxie entière pleine d’étoiles. Lorsque le matériau est consommé en amas de tailles différentes, la luminosité du trou noir fluctue.

Mais les trous noirs au centre de la Voie lactée (la galaxie natale de la Terre) et d'Andromède (l'un de nos plus proches voisins galactiques) sont parmi les mangeurs les plus silencieux de l'univers. Le peu de lumière qu’ils émettent ne varie pas de manière significative en termes de luminosité, ce qui suggère qu’ils consomment un flux de nourriture faible mais constant, plutôt que de grosses touffes. Les ruisseaux s’approchent du trou noir petit à petit et en spirale, un peu comme l’eau tourbillonne dans un égout.

À la recherche de la source de nourriture d'Andromède

Une étude publiée plus tôt cette année a pris l’hypothèse selon laquelle un trou noir supermassif silencieux se nourrit d’un flux constant de gaz et l’a appliquée à la galaxie d’Andromède. À l’aide de modèles informatiques, les auteurs ont simulé le comportement des gaz et des poussières à proximité du trou noir supermassif d’Andromède au fil du temps. La simulation a démontré qu’un petit disque de gaz chaud pourrait se former à proximité du trou noir supermassif et l’alimenter en continu. Le disque pourrait être reconstitué et entretenu par de nombreux flux de gaz et de poussière.

Mais les chercheurs ont également découvert que ces cours d’eau doivent rester dans une taille et un débit particuliers ; sinon, la matière tomberait dans le trou noir en amas irréguliers, provoquant davantage de fluctuations de lumière.

Centre du télescope spatial Spitzer de la NASA de la galaxie d'Andromède

Cette vue rapprochée du centre de la galaxie d'Andromède, prise par le télescope spatial Spitzer de la NASA, est annotée de lignes pointillées bleues pour mettre en évidence le chemin de deux flux de poussière s'écoulant vers le trou noir supermassif au centre de la galaxie (indiqué par un violet). point). Crédit : NASA/JPL-Caltech

Lorsque les auteurs ont comparé leurs résultats aux données de Spitzer et du télescope spatial Hubble de la NASA, ils ont découvert des spirales de poussière précédemment identifiées par Spitzer qui s'inscrivaient dans ces contraintes. Les auteurs en ont conclu que les spirales alimentaient le trou noir supermassif d'Andromède.

« Il s'agit d'un excellent exemple de scientifiques réexaminant des données d'archives pour en révéler davantage sur la dynamique des galaxies en les comparant aux dernières simulations informatiques », a déclaré Almudena Prieto, astrophysicienne à l'Institut d'astrophysique des îles Canaries et à l'Observatoire universitaire de Munich. co-auteur de l'étude publiée cette année. « Nous disposons de données vieilles de 20 ans qui nous révèlent des choses que nous n'y connaissions pas lorsque nous les avons collectées pour la première fois. »

Un regard plus approfondi sur Andromède

Lancé en 2003 et géré par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA (JPL), Spitzer a étudié l'univers en lumière infrarouge, invisible à l'œil humain. Différentes longueurs d'onde révèlent différentes caractéristiques d'Andromède, notamment des sources de lumière plus chaudes, comme les étoiles, et des sources plus froides, comme la poussière.

En séparant ces longueurs d'onde et en observant uniquement la poussière, les astronomes peuvent voir le « squelette » de la galaxie, des endroits où le gaz s'est fusionné et s'est refroidi, formant parfois de la poussière, créant ainsi les conditions propices à la formation des étoiles. Cette vue d'Andromède a révélé quelques surprises. Par exemple, bien qu'il s'agisse d'une galaxie spirale comme la voie Lactée, Andromède est dominée par un grand anneau de poussière plutôt que par des bras distincts entourant son centre. Les images ont également révélé un trou secondaire dans une partie de l’anneau par lequel est passée une galaxie naine.

La proximité d'Andromède avec la Voie lactée signifie qu'elle semble plus grande que les autres galaxies terrestres : vue à l'œil nu, Andromède aurait environ six fois la largeur de la Lune (environ 3 degrés). Même avec un champ de vision plus large que celui de Hubble, Spitzer a dû prendre 11 000 instantanés pour créer cette image complète d'Andromède.

En savoir plus sur la mission

Le JPL a géré la mission du télescope spatial Spitzer pour la direction des missions scientifiques de la NASA à Washington jusqu'à ce que la mission soit retirée en janvier 2020. Les opérations scientifiques ont été menées au Spitzer Science Center à Caltech. Les opérations des engins spatiaux étaient basées à Lockheed Martin Space à Littleton, Colorado. Les données sont archivées dans les archives scientifiques infrarouges exploitées par l'IPAC à Caltech. Caltech gère le JPL pour la NASA.

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