Un trou noir pris en flagrant délit : des vents ultra-rapides secouent l’espace

Une tempête cosmique d’une violence inouïe

On imagine souvent l’espace comme un endroit calme, silencieux… un peu figé, vous voyez ? Eh bien, détrompez-vous. C’est parfois d’une violence absolue. Récemment, deux télescopes spatiaux de pointe, le XMM-Newton de l’Agence spatiale européenne (ESA) et le XRISM (une mission menée par la JAXA avec la participation de l’ESA et de la NASA), ont repéré quelque chose d’inédit. Ils ont observé une explosion provenant d’un trou noir supermassif qui, en l’espace de quelques heures seulement, a déclenché des vents d’une puissance terrifiante.

Ce monstre gravitationnel se cache au cœur de NGC 3783, une magnifique galaxie spirale que le télescope Hubble avait d’ailleurs imagée il y a peu. Ce qui s’est passé est fascinant : les astronomes ont d’abord vu une éruption lumineuse de rayons X jaillir du trou noir, avant de s’estomper rapidement. Et c’est là, juste au moment où la lumière baissait, que ces vents furieux ont émergé. Accrochez-vous bien, car ils propulsaient de la matière dans l’espace à la vitesse hallucinante de 60 000 km par seconde. Pour vous donner une idée… c’est un cinquième de la vitesse de la lumière. Rien que ça.

C’est du jamais vu, honnêtement. Liyi Gu, le chercheur principal du SRON (Space Research Organization Netherlands), ne cache pas son étonnement : « Nous n’avions jamais vu un trou noir créer des vents aussi rapidement auparavant ». Il explique que c’est la première fois qu’ils observent comment une rafale rapide de rayons X déclenche immédiatement ces vents ultra-rapides, le tout se formant en une seule journée.

Au cœur du monstre : Mécanique d’un géant

Pour comprendre ce phénomène, Gu et ses collègues ont dû coordonner les observations du XMM-Newton et du XRISM simultanément. C’est un travail de précision, publié d’ailleurs dans la revue spécialisée Astronomy and Astrophysics. Le trou noir dont on parle ici n’est pas un poids plume : il est aussi massif que 30 millions de soleils. Je ne sais pas si on peut vraiment se représenter une telle masse, c’est vertigineux.

Alors qu’il se « nourrit » de la matière environnante — un véritable festin cosmique —, il alimente une région extrêmement brillante et active au centre de la galaxie spirale. Les scientifiques appellent cette zone un Noyau Galactique Actif, ou AGN. Ça brille de mille feux dans toutes les gammes de lumière et ça crache des jets puissants vers le cosmos.

Matteo Guainazzi, scientifique du projet ESA XRISM et co-auteur de cette découverte, souligne à quel point ces régions sont intenses et fascinantes. Selon lui, les vents autour de ce trou noir semblent avoir été créés lorsque le champ magnétique emmêlé de l’AGN s’est soudainement « détortillé ». C’est un peu technique, mais imaginez un ressort qui saute. Il compare cela aux éruptions qui jaillissent de notre propre Soleil, mais à une échelle… eh bien, presque trop grande pour l’imagination humaine.

Un comportement étrangement familier

C’est là que ça devient vraiment intéressant, je trouve. Ces vents du trou noir ressemblent énormément aux grandes éruptions solaires, ces éjections de masse coronale qui se forment quand notre Soleil propulse des flux de matière surchauffée dans l’espace. En gros, cette étude nous montre que les trous noirs supermassifs agissent parfois un peu comme notre bonne vieille étoile. Ça rend ces objets mystérieux un tout petit peu moins… extraterrestres, vous ne trouvez pas ?

Pour la petite histoire, une éjection de masse coronale suivant une éruption intense a été repérée sur le Soleil pas plus tard que le 11 novembre dernier. Les vents associés à cet événement solaire ont été projetés à des vitesses initiales de 1 500 km par seconde. C’est rapide, certes, mais comparez ça aux 60 000 km/s de notre trou noir… c’est un autre monde.

Camille Diez, membre de l’équipe et chercheuse à l’ESA, ajoute un point crucial : ces AGN venteux jouent un grand rôle dans la façon dont leurs galaxies hôtes évoluent au fil du temps et forment de nouvelles étoiles. Comme ils sont très influents, comprendre leur magnétisme et comment ils fouettent ces vents est la clé pour saisir l’histoire des galaxies à travers l’univers.

Une collaboration technologique au sommet

Cette découverte, ce n’est pas juste de la chance, c’est le fruit d’une collaboration technique incroyable. D’un côté, nous avons le XMM-Newton, un véritable pionnier qui explore l’univers chaud et extrême depuis plus de 25 ans. De l’autre, le petit nouveau, XRISM, lancé en septembre 2023 pour répondre aux questions sur le mouvement de la matière et de l’énergie.

Ces deux télescopes spatiaux à rayons X ont travaillé main dans la main. Le XMM-Newton a suivi l’évolution de l’éruption initiale avec son moniteur optique et a évalué l’étendue des vents grâce à sa caméra européenne d’imagerie photonique (EPIC). Pendant ce temps, XRISM, lui, a repéré l’éruption et les vents avec son instrument Resolve, étudiant la vitesse, la structure et la façon dont tout cela a été lancé dans l’espace.

Comme le dit si bien Erik Kuulkers, scientifique du projet ESA XMM-Newton, leur découverte découle d’une collaboration réussie, ce qui est au cœur de toutes les missions de l’ESA. En se concentrant sur ce trou noir supermassif actif, les deux télescopes ont trouvé quelque chose d’inédit : des vents rapides, ultra-rapides, déclenchés par une éruption, qui rappellent ceux qui se forment sur le Soleil. C’est quand même excitant de se dire que la physique solaire et la physique des hautes énergies fonctionnent peut-être de manière étonnamment similaire dans tout l’univers, non ?

Ce contenu a été créé avec l’aide de l’IA.