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Les yeux infrarouges de Webb révèlent les mystères des trous noirs avec des détails saisissants

SciTechDaily

Cette image du quasar RX J1131-1231 prise par le télescope spatial James Webb met en évidence l'effet de lentille gravitationnelle, qui grossit le quasar pour permettre une étude détaillée de ses propriétés et de la matière noire environnante. Les émissions de rayons X suggèrent que le trou noir tourne rapidement, probablement en raison de la fusion de galaxies. Crédit : ESA/Webb, NASA et CSA, A. Nierenberg

L'image de Webb du RX J1131-1231 utilise la lentille gravitationnelle pour explorer le quasar's trou noir et la matière noire, révélant des détails sur sa croissance et la composition de la masse de l'univers.

Cette nouvelle Télescope spatial James Webb L'image montre la lentille gravitationnelle du quasar connu sous le nom de RX J1131-1231, situé à environ six milliards d'années-lumière de la Terre dans la constellation du Cratère. Il est considéré comme l'un des quasars les mieux dotés en lentilles découverts à ce jour, car la galaxie du premier plan étale l'image du quasar d'arrière-plan en un arc lumineux et crée quatre images de l'objet.

L'effet de lentille gravitationnelle, prédit par Einstein, offre une occasion rare d'étudier les régions proches du trou noir dans les quasars lointains, en agissant comme un télescope naturel et en amplifiant la lumière provenant de ces sources. Toute matière dans l'Univers déforme l'espace qui l'entoure, les masses plus importantes produisant un effet plus fort. Autour d'objets très massifs, comme les galaxies, la lumière qui passe à proximité suit cet espace déformé, semblant s'écarter de sa trajectoire initiale d'une quantité clairement visible. L'une des conséquences de l'effet de lentille gravitationnelle est qu'il peut agrandir des objets astronomiques lointains, ce qui permet aux astronomes d'étudier des objets qui seraient autrement trop faibles ou trop éloignés.

Quasar RX J1131-1231

Le télescope spatial James Webb a capturé une image du quasar RX J1131-1231, situé à six milliards d'années-lumière de la Terre, et démontre les effets de la lentille gravitationnelle, grossissant le quasar lointain en un arc lumineux et en de multiples images. Crédit : ESA/Webb, NASA & CSA, A. Nierenberg

Les mesures de l’émission de rayons X des quasars peuvent fournir une indication de la vitesse de rotation du trou noir central, ce qui donne aux chercheurs des indices importants sur la manière dont les trous noirs se développent au fil du temps. Par exemple, si un trou noir se développe principalement à partir de collisions et de fusions entre galaxies, il devrait accumuler de la matière dans un disque stable, et l’apport constant de nouvelle matière provenant du disque devrait conduire à un trou noir en rotation rapide. D’un autre côté, si le trou noir s’est développé à travers de nombreux petits épisodes d’accrétion, il accumulerait de la matière provenant de directions aléatoires. Les observations ont montré que le trou noir de ce quasar particulier tourne à plus de la moitié de la vitesse de la lumière, ce qui suggère que ce trou noir s’est développé par fusions, plutôt que par aspiration de matière provenant de différentes directions.

Cette image a été capturée avec Webb MIRI (Mid-Infrared Instrument) dans le cadre d'un programme d'observation visant à étudier la matière noire. La matière noire est une forme invisible de matière qui représente la majeure partie de la masse de l'Univers. Les observations de quasars de Webb permettent aux astronomes de sonder la nature de la matière noire à des échelles plus petites que jamais auparavant.

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