Les scientifiques ont observé un trou noir supermassif au centre d’une galaxie lointaine reprenant brusquement son activité après une dormance estimée à 100 millions d’années. La galaxie, désignée J1007+3540, émet d’intenses ondes radio alors que le trou noir se rallume, envoyant de puissants jets de plasma se précipitant dans l’espace. Cet événement offre un rare aperçu du comportement cyclique des noyaux galactiques actifs (AGN) – les noyaux énergétiques des galaxies alimentés par des trous noirs supermassifs.
Le « volcan cosmique » entre à nouveau en éruption
Le réveil a été détecté grâce à des émissions radio, révélant que le trou noir avait auparavant expulsé de vastes jets de plasma s’étendant sur des centaines de milliers d’années-lumière avant de se taire. Aujourd’hui, ces mêmes jets se sont réactivés, interagissant de manière chaotique avec le gaz surchauffé entourant la galaxie. Ce phénomène s’apparente à un volcan cosmique en éruption après des siècles de calme, comme le décrit le co-auteur de l’étude Shobha Kumari. L’échelle de ces structures – s’étendant sur près d’un million d’années-lumière – souligne l’immense pouvoir en jeu.
Pourquoi les trous noirs « dorment » et se réveillent-ils ?
Seule une minorité de trous noirs supermassifs présentent ces jets radio, que l’on trouve généralement dans les galaxies où un disque tourbillonnant de poussière et de plasma alimente le trou noir. Cette matière infaillible génère des champs magnétiques qui projettent des jets de matière vers l’extérieur. La mise en marche/arrêt de ces jets est rare, mais pas rare. Des changements dans les modèles d’alimentation du disque peuvent déclencher ces changements.
La recherche, publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, a utilisé le réseau de radiotélescopes Low-Frequency Array (LOFAR) pour analyser plus de 20 amas de galaxies dotés de jets de forme irrégulière. J1007+3540 se distinguait par sa structure de jet en couches : des lobes plus anciens datant de 240 millions d’années, recouverts de jets plus récents et plus brillants, âgés de seulement 140 millions d’années.
L’interaction entre les jets et le gaz intergalactique
L’espace entre les galaxies au sein de l’amas contenant J1007+3540 est rempli de gaz extrêmement chaud appelé milieu intraamas. Ce gaz influence considérablement la forme et la direction des jets réveillés. Un lobe de jet plus ancien est comprimé latéralement par le gaz environnant, tandis que l’autre présente une queue pliée, indiquant des interactions variables avec le milieu.
“J1007+3540 est l’un des exemples les plus clairs d’activité épisodique d’AGN, où le gaz chaud environnant plie, comprime et déforme les jets”, explique le co-auteur Surajit Pal.
Recherches futures et implications
L’étude de J1007+3540 aidera les scientifiques à mieux comprendre la fréquence à laquelle les AGN alternent entre les états actif et dormant, et comment les anciens jets interagissent avec l’environnement intergalactique. De futures observations à haute résolution sont prévues pour cartographier en détail la propagation du jet à travers le milieu intra-amas. Cette recherche affinera notre compréhension du comportement des trous noirs, de l’évolution des galaxies et de la dynamique de l’univers dans son ensemble.
En fin de compte, cette découverte met en évidence la nature dynamique des noyaux galactiques et l’interaction complexe entre les trous noirs, leurs galaxies hôtes et l’environnement cosmique environnant.
