Une mesure pionnière révèle un trou noir tournant à un quart de la vitesse de la lumière

Une équipe d’astronomes a pu calculer la vitesse de rotation d’un trou noir supermassif grâce à la rencontre fortuite de l’objet avec une étoile, qui l’a détruit instantanément.

Tous les trous noirs ont un spin, qui se développe grâce à leurs interactions avec d’autres matières dans l’espace. Lorsque les trous noirs se développent en accrétant de la matière, ils peuvent tourner à des vitesses plus rapides ; Lorsqu’ils grandissent en fusionnant avec d’autres objets massifs, ils ont tendance à ralentir. Dans leurs derniers travaux, l’équipe a pu déduire la rotation d’un trou noir supermassif en mesurant l’oscillation de son disque d’accrétion après qu’une étoile ait été perturbée – un mot poli signifiant déchiré – par l’objet géant. Ils ont découvert que la vitesse de rotation du trou noir était inférieure à 25 % de la vitesse de la lumière, ce qui est lent, du moins pour un trou noir. C’était la recherche de l’équipe publié Aujourd’hui dans la nature.

« La rotation d’un trou noir est liée à son évolution. Par exemple, un trou noir qui s’est développé par accrétion continue de gaz sur des milliards d’années a tendance à avoir une rotation élevée, tandis qu’un trou noir qui s’est développé en fusionnant avec d’autres trous noirs et doivent tourner lentement », a déclaré l’auteur principal du nouvel article dans un e-mail à Gizmodo.

trous noirs Ce sont des régions de l’espace-temps avec des champs gravitationnels extrêmement puissants. Même la lumière ne peut pas s’en échapper Au-delà d’un certain point, on parle d’horizon des événements. Mais les trous noirs attirent également beaucoup de matière dans leur voisinage, ce qui est cool, car cela permet aux chercheurs d’étudier la physique de ces mystérieux objets géants. Ce matériau – un ensemble de débris rocheux, de poussière et de gaz – constitue le disque d’accrétion du trou noir, et sa lueur brillante permet au télescope Event Horizon de l’observer. Image en direct de l’ombre d’un trou noir.

« Il existe d’autres modes dans lesquels les trous noirs supermassifs – et donc leurs galaxies hôtes – peuvent se développer au fil du temps, et chaque mode a une prédiction spécifique pour la distribution de spin », a ajouté Basham. « Ainsi, si nous pouvons mesurer la perturbation de spin des trous noirs supermassifs, nous pouvons limiter leur croissance (et celle de leurs galaxies hôtes) au cours du temps cosmique. »

Parfois, les étoiles malchanceuses qui passent trop près d’un trou noir sont attrapées par la force de marée et déchirées en minuscules morceaux ; Une partie de l’étoile peut être éjectée dans l’espace tandis que d’autres se dilatent pour former une grande quantité de matériau stellaire extrêmement chaud qui devient une partie du disque d’accrétion du trou noir.

La géante en rotation a été découverte en février 2020, lorsque le centre de transit de Zwicky a détecté un éclair lumineux provenant d’un objet situé à un milliard d’années-lumière de la Terre. L’équipe a étudié la source de lumière, qu’elle croyait être un événement de perturbation des marées, pendant plus de 200 jours à l’aide du télescope NICER de la NASA, qui observe l’univers aux longueurs d’onde des rayons X.

Le groupe a découvert que les émissions de rayons X provenant de la source culminaient tous les 15 jours. Cela a conduit l’équipe à conclure que ces pics se produisaient lorsque le disque d’accrétion était directement aligné avec le télescope. En travaillant à rebours à partir de cette oscillation apparente du disque d’accrétion, l’équipe a pris en compte la masse approximative du trou noir ainsi que la masse de l’étoile dont elle a extrait la matière. Ils ont abouti à une estimation de la rotation du trou noir lui-même.

Ce n’est pas la première fois que la rotation d’un trou noir est calculée ; En 2019, l’équipe comprenait Basham J’ai trouvé un signal Ils étaient associés à un trou noir tournant à environ la moitié de la vitesse de la lumière. Cependant, comme Basham l’a dit à Gizmodo, la nature de ce signal « reste un mystère » alors que la nouvelle mesure est cohérente avec la rotation d’un trou noir selon les théories associées. Même si un trou noir tournant à un quart de la vitesse de la lumière (167 654 156 milles par heure, ou 74 948 114 mètres par seconde) est encore très rapide selon nos termes humains simples, nous devons nous rappeler qu’il s’agit d’objets parmi les plus extrêmes. dans l’univers.

Basham a ajouté que le trou noir ne peut pas tourner à une vitesse supérieure à 94 % de la vitesse de la lumière, soit 630 379 631,62 milles par heure (281 804 910,52 m/s). Selon Kip Thorne En 1974. Ce maximum est dû à la quantité de couple sur le trou noir résultant du rayonnement émis par le disque d’accrétion avalé par le trou noir. Le MIT a également produit une vidéo utile pour guider les gens à travers les nouvelles découvertes, que vous pouvez regarder ci-dessous :

Les éclairs de rayons X provenant d’objets lointains dans l’espace sont souvent le signe de trous noirs, à la hauteur de leurs astuces habituelles. En 2021, une équipe comprenant Basham a déterminé qu’un OVNI dans l’espace connu sous le nom de « la vache » aurait pu exister. La naissance d’un trou noir; En 2022, un autre éclair provenait d’un objet situé à 8,5 milliards d’années-lumière. L’événement de perturbation de marée le plus éloigné observé à ce jourqui a vu son trou noir cracher un jet de matière extrêmement chaude directement sur Terre.

L’équipe continuera à cataloguer les événements de perturbation des marées, dans le but d’en apprendre davantage sur la distribution de spin des trous noirs supermassifs. Le chemin pour comprendre l’univers des trous noirs est long, mais déchiffrer leur physique pourrait nous aider à résoudre certains des plus grands mystères de l’univers.

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