Les astronomes utilisant le télescope spatial James Webb ont fait une observation clé sur la façon dont les trous noirs supermassifs consomment de la matière. L’étude, centrée sur la galaxie Circinus située à 13 millions d’années-lumière, montre que presque toute la poussière et le gaz alimentant le trou noir sont concentrés dans un anneau dense, plutôt que dispersés par des flux sortants comme supposé précédemment. Cette découverte remet en question des décennies de modèles et fournit une image plus claire de la manière dont les galaxies émettent de la lumière infrarouge.
La structure inattendue de l’approvisionnement en carburant d’un trou noir
Pendant des années, les scientifiques ont cru que les émissions infrarouges les plus brillantes des galaxies actives étaient principalement produites par des flux de gaz chauds expulsés par des trous noirs. Cependant, l’imagerie haute résolution de Webb révèle le contraire : environ 87 % de la poussière incandescente réside dans un disque compact alimentant le trou noir, et moins de 1 % est éjectée sous forme d’échappement. Cette structure, connue sous le nom de « tore », agit à la fois comme un entonnoir et un régulateur – dirigeant le matériau vers l’intérieur tout en contrôlant la façon dont l’énergie s’échappe.
“Depuis les années 90, il n’est plus possible d’expliquer les excès d’émissions infrarouges… les modèles ne prennent en compte que soit le tore, soit les écoulements sortants, mais ne peuvent expliquer cet excès.” – Enrique Lopez-Rodriguez, Université de Caroline du Sud
Pourquoi c’est important : affiner notre compréhension des galaxies
Les nouvelles découvertes sont importantes car elles obligent à réévaluer la manière dont l’énergie galactique est produite. Les trous noirs sont des moteurs centraux dans de nombreuses galaxies, et une modélisation précise de leur comportement est cruciale pour comprendre l’évolution galactique. Les anciens modèles étaient incomplets. L’écart entre la lumière infrarouge prévue et observée a intrigué les astronomes pendant des décennies, et cette recherche fournit enfin une explication solide : la source de carburant est beaucoup plus focalisée qu’on ne le pensait auparavant.
Comment la découverte a été faite
L’équipe a réalisé cette avancée grâce à l’interféromètre de masquage d’ouverture de Webb, un outil avancé qui double efficacement la résolution du télescope en combinant la lumière provenant de plusieurs petites ouvertures. Cette technique a permis aux chercheurs de reconstruire des images nettes du centre de la galaxie Circinus, révélant les détails auparavant cachés de la zone d’alimentation du trou noir. C’est la première fois qu’un interféromètre infrarouge spatial est utilisé pour étudier un objet en dehors de notre Voie lactée, ouvrant ainsi la porte à des observations similaires d’autres trous noirs.
L’avenir de la recherche sur les trous noirs
Pour confirmer si Circinus est une valeur aberrante ou représentatif d’autres trous noirs, les scientifiques prévoient d’élargir la taille de leur échantillon. Une étude statistique d’une douzaine ou deux douzaines de trous noirs sera nécessaire pour déterminer les modèles communs de disques d’accrétion et de sorties. Ces données raffinées permettront d’élaborer des modèles plus précis de la production d’énergie galactique et une compréhension plus approfondie de ces mystérieux moteurs cosmiques.
Cette découverte souligne le pouvoir des nouvelles technologies telles que Webb pour renverser des hypothèses de longue date et fournir une vision plus claire des phénomènes les plus extrêmes de l’univers.
