Un trou noir supermassif tire un faisceau de haute énergie directement sur la Terre

Une mission de la NASA a observé un trou noir supermassif pointant un faisceau de haute énergie vers la Terre à 400 millions d'années-lumière.

Simulation de Markarian 421 émettant un faisceau de haute énergie. Photo : NASA/Pablo García — Simulation de Markarian 421 émettant un faisceau de haute énergie. Photo : *NASA/Pablo García*

Les trous noirs supermassifs actifs sont entourés d'un disque de matière en rotation, appelé disque d'accrétion, qui les alimente progressivement. Une partie de la matière qu'ils ne peuvent absorber est ensuite canalisée vers les pôles, où elle est éjectée à une vitesse proche de celle de la lumière. Ce processus produit un rayonnement électromagnétique extrêmement brillant et de haute énergie. Dans certains cas, comme celui récemment détecté par la NASA, le faisceau est dirigé directement vers la Terre lors d'un événement appelé blazar, a rapporté Live Science le 30 juillet.

Le blazar, appelé Markarian 421, est situé dans la constellation de la Grande Ourse et a été observé par la mission Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) de la NASA, lancée en décembre 2021. IXPE étudie une caractéristique des champs magnétiques appelée polarisation, qui indique la direction du champ magnétique. La polarisation du jet éjecté par Markarian 421 montre que la partie du jet où les particules accélèrent possède également un champ magnétique à structure torsadée.

Les blazars s'étendent à travers l'espace sur des millions d'années-lumière, mais les mécanismes qui les créent restent mal compris. Cependant, les nouvelles découvertes concernant Markarian 421 pourraient contribuer à éclairer ce phénomène cosmique, a déclaré Laura Di Gesu, astrophysicienne à l'Agence spatiale italienne et auteure principale de l'étude.

La principale raison pour laquelle les jets d'un trou noir supermassif actif sont si brillants est que les particules se rapprochent de la vitesse de la lumière, émettant d'énormes quantités d'énergie et agissant selon la théorie de la relativité restreinte d'Einstein. Les blazars sont également amplifiés par le fait qu'en se dirigeant vers la Terre, la longueur d'onde de la lumière est amplifiée, augmentant à la fois la fréquence et l'énergie. Il en résulte que les blazars peuvent être plus brillants que toute la lumière de toutes les étoiles de la galaxie réunies. L'IXPE utilise désormais cette lumière pour cartographier la physique au centre du jet de Markarian 421 et identifier la source du faisceau lumineux.

L'analyse des données IXPE a montré que la polarisation du faisceau était tombée à zéro lors des première et deuxième observations. L'équipe a constaté que le champ magnétique tournait comme un tire-bouchon. Les mesures du rayonnement électromagnétique (optique, infrarouge et radio) n'ont pas affecté la stabilité ni la structure du faisceau. Cela signifie que les ondes de choc se sont propagées le long des champs magnétiques torsadés de Markarian 421. Ces nouvelles découvertes apportent la preuve la plus claire à ce jour que les champs magnétiques torsadés contribuent aux ondes de choc qui accélèrent les particules dans le faisceau.

L'équipe prévoit de continuer à explorer Markarian 421 ainsi que d'identifier d'autres blazars présentant des caractéristiques similaires pour comprendre le mécanisme derrière le phénomène.

An Khang (selon Live Science )

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