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ALMA aperçoit le cœur scintillant de la Voie lactée

ALMA aperçoit le cœur scintillant de la voie lactée

Des points chauds entourant le trou noir pourraient produire l'émission millimétrique quasi-périodique détectée avec l'ALMA. Crédit: Keio University

Les astronomes utilisant le réseau Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) ont trouvé des scintillements quasi périodiques en ondes millimétriques du centre de la Voie lactée, Sagittaire (Sgr) A *. L'équipe a interprété ces clignotements comme étant dus à la rotation de spots radio encerclant le trou noir supermassif avec un rayon d'orbite plus petit que celui de Mercure. C'est un indice intéressant pour étudier l'espace-temps avec une gravité extrême.


"On sait que Sgr A * s'enflamme parfois en millimètres", explique Yuhei Iwata, l'auteur principal de l'article publié dans le Lettres du journal astrophysique et un étudiant diplômé de l'Université Keio, au Japon. "Cette fois, en utilisant ALMA, nous avons obtenu des données de haute qualité sur la variation de l'intensité des ondes radioélectriques de Sgr A * pendant 10 jours, 70 minutes par jour. Ensuite, nous avons trouvé deux tendances: les variations quasi-périodiques avec une échelle de temps typique de 30 minutes et des variations lentes d'une heure. "

Les astronomes supposent qu'un trou noir supermassif d'une masse de 4 millions de soleils est situé au centre de Sgr A *. Des éruptions de Sgr A * ont été observées non seulement en longueur d'onde millimétrique, mais aussi en lumière infrarouge et aux rayons X. Cependant, les variations détectées avec ALMA sont beaucoup plus petites que celles précédemment détectées, et il est possible que ces niveaux de petites variations se produisent toujours dans Sgr A *.

Le trou noir lui-même ne produit aucune sorte d'émission. La source de l'émission est le disque gazeux brûlant autour du trou noir. Le gaz autour du trou noir ne va pas directement au puits gravitationnel, mais il tourne autour du trou noir pour former un disque d'accrétion.

ALMA aperçoit le cœur scintillant de la Voie lactée

La variation de l'émission millimétrique de Sgr A * détectée avec ALMA. Les différents points de couleur montrent le flux à différentes fréquences (bleu: 234,0 GHz, vert: 219,5 GHz, rouge: 217,5 GHz). Des variations avec une période d'environ 30 minutes sont visibles dans le diagramme. Crédit: Y. Iwata et al./Keio University

L'équipe s'est concentrée sur les variations de courte durée et a constaté que la période de variation de 30 minutes est comparable à la période orbitale du bord le plus intérieur du disque d'accrétion avec un rayon de 0,2 unité astronomique (1 unité astronomique correspond à la distance entre la Terre et la Soleil: 150 millions de kilomètres). À titre de comparaison, Mercure, la planète la plus intérieure du système solaire, tourne autour du Soleil à une distance de 0,4 unité astronomique. Compte tenu de la masse colossale au centre du trou noir, son effet gravitationnel est également extrême dans le disque d'accrétion.

"Cette émission pourrait être liée à certains phénomènes exotiques se produisant au voisinage même du trou noir supermassif", explique Tomoharu Oka, professeur à l'Université Keio.

Leur scénario est le suivant. Des points chauds se forment sporadiquement dans le disque et tournent autour du trou noir, émettant de fortes ondes millimétriques. Selon la théorie de la relativité restreinte d'Einstein, l'émission est largement amplifiée lorsque la source se déplace vers l'observateur à une vitesse comparable à celle de la lumière. La vitesse de rotation du bord intérieur du disque d'accrétion est assez grande, donc cet effet extraordinaire se produit. Les astronomes pensent que c'est l'origine de la variation à court terme de l'émission millimétrique du Sgr A *.

L'équipe suppose que la variation pourrait affecter l'effort de faire une image du trou noir supermassif avec le télescope Event Horizon. "En général, plus le mouvement est rapide, plus il est difficile de prendre une photo de l'objet", explique Oka. "Au lieu de cela, la variation de l'émission elle-même fournit un aperçu convaincant du mouvement du gaz. Nous pouvons assister au moment même de l'absorption de gaz par le trou noir avec une campagne de surveillance à long terme avec ALMA." Les chercheurs visent à tirer des informations indépendantes pour comprendre l'environnement mystifiant autour du trou noir supermassif.


Anneau frais et nébuleux autour du trou noir supermassif de la voie lactée


Plus d'information:
Yuhei Iwata et al, Variations temporelles de la densité de flux de Sgr A * à 230 GHz détectées avec ALMA, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10,3847 / 2041-8213 / ab800d

Fourni par
Instituts nationaux des sciences naturelles

Citation:
                                                 ALMA aperçoit le cœur scintillant de la Voie lactée (2020, 22 mai)
                                                 récupéré le 22 mai 2020
                                                 depuis https://phys.org/news/2020-05-alma-twinkling-heart-milky.html

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