Après 50 ans de recherches, les astronomes ont enfin trouvé la preuve d'un vent léger soufflant du trou noir supermassif au centre de la Voie Lactée.
De nouvelles observations révèlent un chemin en forme de cône s'éloignant du Sagittaire A* qui n'a pu être tracé que par un vent chaud, rapportent des chercheurs le 4 juin. Lettres de journaux astrophysiques. « Nous n'avons jamais vu de douces brises provenant de trous noirs, mais c'est probablement ce qu'ils font la majeure partie de leur vie », déclare l'astrophysicienne Lena Murchikova de l'Université Northwestern à Evanston, dans l'Illinois. « Maintenant, pour la première fois, nous voyons cette douce brise provenant du trou noir. »
Alors que les trous noirs consomment du gaz et de la poussière, leur grignotage cosmique réchauffe les débris à proximité. Cette chaleur émet un rayonnement qui repousse les gaz et autres matériaux, créant ainsi du vent. Lorsqu’un trou noir consomme beaucoup, ces vents peuvent être très puissants, envoyant de la matière hors de la galaxie. Mais lorsqu’un trou noir mange peu et est dans un état calme, comme c’est actuellement le cas du Sagittaire A*, les astronomes pensent que le vent serait plus léger.
Les astronomes recherchent ce vent théorique depuis la découverte de Sagittarius A* dans les années 1970, alors qu'ils commençaient tout juste à penser que cet objet non identifié pourrait être un trou noir supermassif. Mais comme notre vision du centre galactique est enveloppée de gaz, d’étoiles et de poussière, il est difficile de voir ce qui s’y passe.
Au cours des 15 dernières années, des preuves de vent aux rayons X et gamma ont été trouvées loin du trou noir, s'étendant même à l'extérieur de la galaxie, suggérant des épisodes de forts coups de vent dans le passé. Mais rien à proximité du trou noir n'avait été confirmé, les astronomes ne savaient donc pas si le trou noir était encore venteux.
Dans la nouvelle étude, Murchikova et l'astronome Mark Gorski, également à Northwestern, ont accumulé plus de 100 heures d'observations de Sagittarius A* prises sur cinq ans avec les radiotélescopes Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array au Chili. Les observations ont révélé la distribution du monoxyde de carbone froid, un indicateur clé du gaz, proche du Sagittaire A*.
En tirant parti d'une nouvelle façon de traiter les données, l'équipe a pu voir le gaz, la poussière et d'autres matériaux 100 fois plus faiblement que ce qui pouvait être vu auparavant, et créer une image du voisinage du trou noir 80 fois plus nette. Les résultats ont montré un espace en forme de cône au niveau du trou noir qui, contrairement à la zone environnante, est dépourvu de monoxyde de carbone froid. La géométrie du vide et les observations précédentes de rayons X montrant des gaz chauds dans la même région suggèrent que le coupable doit être un vent chaud s'échappant du trou noir, disent les astronomes.
« Les trous noirs supermassifs de l'univers vivent la plupart de leur temps dans un état calme », explique Gorski. « Donc [these findings] dites-nous que même si la plupart des trous noirs sont plutôt silencieux, ils ont quand même un impact.
Les vents provenant des trous noirs peuvent ralentir la formation d’étoiles et limiter la nourriture disponible pour le trou noir en croissance, ou ils peuvent contribuer à déclencher la formation d’étoiles en comprimant les nuages de poussière. Comprendre le vent provenant d'un trou noir silencieux comme Sagittarius A* peut éclairer la façon dont les trous noirs sculptent leurs galaxies.
« La découverte potentielle d'un vent provenant du Sagittaire A* est en effet un gros problème », déclare l'astrophysicienne Rebecca Diesing de l'Université de Columbia, qui n'a pas participé à la nouvelle recherche. « Cela démontrerait que notre trou noir supermassif n'est pas unique, qu'il produit un vent comme celui des autres galaxies. »
Mais Diesing aimerait voir plus de preuves qu’une simple absence de gaz. De futures observations pourraient aider à confirmer le vent en sondant la vitesse du gaz balayé hors de la cavité. Il est même possible de voir les bords du vide vaciller au fil du temps, à mesure que le vent continue de souffler.