Des astronomes observent un trou noir supermassif se réveiller en temps réel

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Les astronomes assistent à un spectacle jamais vu dans l’univers : le réveil d’un trou noir supermassif au centre d’une galaxie lointaine.

Fin 2019, Équipe de Les astronomes ont remarqué une galaxie banale appelée SDSS1335+0728, située à 300 millions d’années-lumière dans la constellation de la Vierge. Un pic soudain de luminosité de la galaxie a été détecté spontanément par le télescope Zwicky Transient Facility de l’observatoire Palomar en Californie.

Grâce à son champ de vision extrêmement large, la caméra balaye l’ensemble du ciel nordique tous les deux jours, capturant des données sur des objets célestes tels que des astéroïdes géocroiseurs ainsi que de brillantes supernovae lointaines.

Une équipe interdisciplinaire d’astronomes et d’ingénieurs a suivi l’observation de Zwicky en utilisant les informations provenant de télescopes spatiaux et terrestres pour voir comment la luminosité de la galaxie a changé au fil du temps.

À leur grande surprise, les chercheurs ont réalisé qu’ils assistaient à un moment unique avec le réveil d’un monstre cosmique. Les résultats de leur étude ont été acceptés pour publication dans le Journal of Astronomy and Astrophysics.

« Imaginez que vous observez une galaxie lointaine depuis des années et qu’elle semble toujours calme et inactive », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Paula Sanchez Saez, astronome à l’Observatoire européen austral en Allemagne, dans un communiqué. « Soudain, (son noyau) a commencé à montrer des changements spectaculaires de luminosité, contrairement à tous les événements typiques que nous avons vus auparavant. »

L’équipe a classé la galaxie comme contenant un noyau galactique actif ou une région brillante et compacte se nourrissant d’un trou noir supermassif.

Un certain nombre de scénarios célestes peuvent provoquer un éclaircissement soudain d’une galaxie, comme des explosions de supernova ou lorsque les étoiles se rapprochent trop des trous noirs et se déchirent lors de phénomènes appelés événements de perturbation des marées.

Mais de tels événements ne durent que des dizaines ou des centaines de jours, et SDSS1335+0728 continue de croître en luminosité plus de quatre ans après que les chercheurs ont remarqué pour la première fois que sa luminosité augmentait comme le coup d’un interrupteur de lumière cosmique.

Les variations de luminosité dans la galaxie ne ressemblent à rien de ce que les astronomes ont vu auparavant, ce qui a ajouté à leur confusion.

Pour trouver des réponses, l’équipe a examiné les données d’archives du Wide Field Infrared Survey Explorer de la NASA, du Galaxy Evolution Explorer, du 2 Micron All-Sky Survey, du Sloan Digital Sky Survey et d’autres observatoires.

Les chercheurs ont comparé les données avec les observations de suivi effectuées par le Very Large Telescope, ou VLT, de l’Observatoire européen austral, au Chili, le Southern Astrophysical Research Telescope au Chili, l’Observatoire W.M. Keck à Hawaï et Neil Girls-Swift et Chandra Space de la NASA. Observatoire. Observatoires à rayons X.

Ensemble, les ensembles de données ont fourni une image globale de la galaxie avant et après l’observation de décembre 2019, révélant que la galaxie s’était déplacée pour émettre davantage de lumière ultraviolette, visible et infrarouge au cours des dernières années, ainsi que des rayons X à partir de février – quelque chose sans précédent. comportement, a déclaré Sanchez Saez.

Étant donné que la galaxie se trouve à 300 millions d’années-lumière, les événements observés par les astronomes se sont produits dans le passé, mais la lumière de ces événements atteint désormais la Terre après avoir parcouru l’espace pendant des millions d’années. Une année-lumière est La distance parcourue par la lumière en un anque 5,88 billions de milles (9,46 billions de km).

« L’option la plus évidente pour expliquer ce phénomène est que nous observions comment le (noyau) de la galaxie a commencé à montrer (…) une activité », a déclaré Lorena Hernandez Garcia, co-auteure de l’étude et astronome au Millennium Institute for Astrophysics et Université de Colombie. Valparaiso, tous deux au Chili, dans un communiqué. « Si tel est le cas, ce serait la première fois que nous voyons un trou noir massif s’activer en temps réel. »

Les trous noirs supermassifs sont classés comme ayant une masse 100 000 fois supérieure à celle de notre Soleil. On le trouve au centre de la plupart des galaxies, y compris la Voie lactée.

« Ces monstres géants sont généralement endormis et ne sont pas directement visibles », a déclaré Claudio Ricci, co-auteur de l’étude et professeur adjoint à l’Université Diego Portales au Chili, dans un communiqué. « Dans le cas de SDSS1335+0728, nous avons pu observer le réveil du trou noir supermassif, (qui) a soudainement commencé à se nourrir du gaz disponible dans son environnement et est devenu extrêmement brillant. »

Des recherches antérieures ont mis en évidence des galaxies inactives qui semblent devenir actives après plusieurs années, qui sont généralement stimulées par l’activité des trous noirs, mais le processus d’éveil des trous noirs n’a jamais été observé directement auparavant, a déclaré Hernandez-Garcia.

Ritchie a déclaré que le même scénario pourrait se produire avec le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée, Sagittarius A*, mais les astronomes ne sont pas sûrs de la probabilité que cela soit probable.

Les astronomes ne peuvent pas exclure que leur observation soit un événement de perturbation de marée inhabituellement lent ou un nouveau phénomène céleste inconnu.

« Indépendamment de la nature des différences, (cette galaxie) fournit des informations précieuses sur la façon dont les trous noirs se développent et évoluent », a déclaré Sanchez Saez. « Nous espérons que des instruments comme MUSE sur le VLT ou celui du prochain Very Large Telescope seront essentiels pour comprendre pourquoi la galaxie est brillante. »