MacroCosmos novembre-décembre 2016

CHRONIQUES DE L'ESPACE NGC 1068 est en fait la source de son propre tore, forgé à partir de la matière échappée du disque d’accrétion du trou noir. Cette fon- taine cosmique de gaz froids et de poussières pourrait changer notre compréhension de l’im- pact des trous noirs sur leur galaxie hôte et potentiellement sur le milieu intergalactique. « Pensez à un trou noir comme à un moteur. Il est alimenté par la ma- tière d’un disque de poussière et de gaz qui lui tombe dessus », ex- plique Jack Gallimore, un astronome de l’Uni- versité Bucknell à Lewis- burg en Pennsylvanie, et auteur principal d’un article récemment pu- blié dans Astrophysical Journal Letters . « Mais, tel un moteur, un trou noir peut aussi émettre des gaz d’é- chappement. » Ces re- jets découverts par les astronomes sont la source la plus probable du tore qui voile à nos télescopes optiques la vue de la région qui en- toure la galaxie hôte du super trou noir. NGC 1068 (aussi appelée Messier 77) est une galaxie spirale barrée à approximativement 47 millions d’années-lumière de la Terre, dans la direction de la constel- lation de la Baleine. En son centre se trouve un noyau galactique actif, un super trou noir alimenté par un fin disque de gaz et de poussières en rotation : le disque d’accrétion. À l’approche du trou noir central, les matériaux sont surchauffés et rayon- nent dans les ultraviolets. Les ré- ces nuages, leur per- mettant de s’enrouler autour des puissantes lignes de champ ma- gnétique qui entou- rent le disque. Telle l’eau éjectée par un arroseur rotatif, le nu- age autour du disque d’accrétion est accéléré par la force centrifuge le long du champ ma- gnétique – approxima- tivement 400 à 800 ki- lomètres par seconde. C’est près de trois fois la vitesse de rotation de l’extérieur du disque d’accrétion, et c’est suf- fisant pour éjecter les nuages loin dans la ga- laxie. « Ces nuages vo- yagent si rapidement qu’ils atteignent la vi- tesse de libération et sont expulsés dans un aérosol en forme de cône de chaque côté du disque, » explique Gallimore. « Grâce à ALMA, nous pouvons pour la pre- mière fois voir que le gaz qui masque le trou noir est le gaz éjecté et non celui qui retombe. Cela suggère que la théorie générale d’un trou noir actif est trop simplifiée », ajoute-t-il. Les astronomes espèrent que les ob- servations futures d’ALMA permet- tront de dresser le bilan des échanges de matière de ce moteur trou noir : quelle est la masse absor- bée chaque année par le trou noir et combien en est éjectée ? « Ce sont des quantités fondamentales pour comprendre les trous noirs et nous n’en avons pas une bonne con- naissance à l’heure actuelle, » con- clut Gallimore. I mage prise par ALMA de la région centrale de la galaxie NGC 1068. Le tore de matière qui entoure le super trou noir est mis en évi- dence dans l’agrandissement. Cette région d’environ 40 années-lu- mière de large, est le résultat de la fuite de matière du disque d’accrétion du trou noir. Les couleurs de l’image représentent le dé- placement du gaz : bleu pour la matière qui vient vers nous, rouge pour celle qui s’éloigne. Les régions en vert ont une faible vitesse, co- hérente avec la rotation autour du trou noir. Le blanc dans la région centrale signifie qu’il y a à la fois du gaz qui s’éloigne et du gaz qui se rapproche à grande vitesse, situation illustrée par la vue d’artiste. Le disque externe est indépendant du trou noir mais plutôt lié à la struc- ture centrale d’un millier d’années-lumière de la galaxie hôte. [Galli- more et al ; ALMA (ESO/NA OJ/NRAO) ; B. Saxton(NRAO/A UI/NSF)] gions extérieures du disque, cepen- dant, sont considérablement plus froides et émettent dans les infra- rouges et les longueurs d’ondes mil- limétriques, détectables par ALMA. En utilisant ALMA, une équipe in- ternationale d’astronomes a scruté cette région et a découvert une mul- titude de nuages froids de mono- xyde de carbone qui s’élèvent de la partie externe du disque d’ac- crétion. L’énergie de l’intérieur du disque chaud ionise partiellement n