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Un trou noir a attrapé des jets dans l'espace à presque la vitesse de la lumière (vidéo)

Un télescope spatial a capturé un trou noir projetant du matériel gazeux à une vitesse proche de la vitesse de la lumière.

L'observatoire de rayons X Chandra de la NASA a vu une explosion du trou noir et de son étoile compagnon, qui font partie d'un système binaire appelé MAXI J1820 + 070. Le système est à 10 000 années-lumière de la Terre, qui est relativement proche de notre planète dans le schéma cosmique des choses et permet une enquête détaillée.

En tant qu'étoile compagnon, qui est environ la moitié de la masse du soleil, tourbillonne autour du trou noir, la forte gravité du trou noir de masse stellaire – environ huit fois la masse du soleil – enfonce le matériau de l'étoile dans un disque d'accrétion, produisant une sphère rougeoyante de gaz qui émet brillant Rayons X. Une partie du gaz retombe dans le trou noir, mais une partie est projetée loin du trou noir dans une paire de jets qui pointent dans des directions opposées.

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Les astronomes utilisant l'observatoire de rayons X Chandra de la NASA ont capturé un trou noir de masse stellaire projetant des matériaux chauds dans l'espace à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. (Crédit d'image: radiographie: NASA / CXC / Université de Paris / M. Espinasse et al .; optique / IR: PanSTARRS)

Cette explosion a été l'une des explosions les plus rapides des trous noirs de masse stellaire jamais observées aux rayons X, avec environ 400 millions de milliards de livres (181 millions de milliards de kilogrammes) de matériel jeté hors du trou noir dans deux jets qui ont surgi dans Juillet 2018.

"Cette quantité de masse est comparable à ce qui pourrait être accumulé sur le disque autour du trou noir en l'espace de quelques heures, et équivaut à environ un millier de comètes de Halley ou environ 500 millions de fois la masse de l'Empire State Building", La NASA a déclaré dans un communiqué.

Chandra a capturé des images de l'activité du trou noir dans quatre séries d'observations prises en novembre 2018 et trois fois en 2019 (février, mai et juin). Les jets semblent, du point de vue de la Terre, se déplacer à des vitesses incroyables en raison d'une illusion d'optique.

À première vue, le jet nord semble vomir du matériel à 60% de la vitesse de la lumière, tandis que le jet sud semble se déplacer à une vitesse impossible de 160%. La NASA a déclaré que cela était dû à un phénomène connu sous le nom de «mouvement supraluminique». Le phénomène, a expliqué la NASA, se produit "lorsque quelque chose se déplace vers nous à une vitesse proche de la lumière, dans une direction proche de notre champ de vision".

"Cela signifie," a poursuivi l'agence, "(que) l'objet se déplace presque aussi rapidement vers nous que la lumière qu'il génère, donnant l'illusion que le mouvement du jet est plus rapide que la vitesse de la lumière. Dans le cas du MAXI J1820 + 070, le jet sud pointe vers nous et le jet nord pointe loin de nous, donc le jet sud semble se déplacer plus vite que le nord. La vitesse réelle des particules dans les deux jets est supérieure à 80% de la vitesse de la lumière."

Les observations de systèmes binaires contenant un trou noir et une étoile compagnon, tels que MAXI J1820 + 070, pourraient fournir plus d'informations sur la formation des jets et la façon dont les jets interagissent avec leur environnement, a déclaré la NASA.

L'illustration de cet artiste montre un trou noir tirant le matériau d'une étoile compagnon en orbite étroite. (Crédit d'image: NASA / CXC / M.Weiss)

L'activité du trou noir a également été observée dans les longueurs d'onde radio, par une équipe dirigée par Joe Bright de l'Université d'Oxford en Angleterre. L'équipe de Bright a également signalé le mouvement supraluminique, basé uniquement sur les données radio, a déclaré la NASA. La contribution de Chandra à ces recherches précédentes a doublé la durée pendant laquelle les astronomes ont pu suivre les jets, et a également fourni plus de données sur les jets dans les observations radiographiques – comme le fait que les particules dans les jets ralentissent en s'éloignant du trou noir .

"La majeure partie de l'énergie contenue dans les jets n'est pas convertie en rayonnement, mais est plutôt libérée lorsque les particules dans les jets interagissent avec le matériau environnant", a déclaré la NASA. "Ces interactions pourraient être à l'origine de la décélération des jets. Lorsque les jets entrent en collision avec le matériau environnant dans l'espace interstellaire, des ondes de choc – similaires aux booms sonores provoqués par les avions supersoniques – se produisent. Ce processus génère des énergies de particules qui sont supérieures à celle de le Grand collisionneur de hadrons. "

Un article basé sur la recherche a été publié dans Astrophysical Journal Letters. La recherche a été menée par Mathilde Espinasse, affiliée à l'Université Paris-Saclay, à l'Université Paris Diderot et à l'Université Paris.

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