Un trou noir se nourrit d'une averse intergalactique froide

Trou noir se nourri

Grâce au Vaste Réseau (Sub-)Millimétrique de l'Atacama (ALMA), une équipe internationale d'astronomes a pu assister à un événement météorologique cosmique inédit : une pluie de nuages de gaz intergalactique se déversant sur le trou noir supermassif qui occupe le centre d'une vaste galaxie située à un milliard d'années-lumière de la Terre. Les résultats de ces observations paraîtront dans l'édition du 9 juin 2016 de la revue Nature.

Cette nouvelle observation d'ALMA apporte la première preuve directe que des nuages denses et froids peuvent se former en dehors du gaz intergalactique chaud puis plonger au cœur d'une galaxie et nourrir son trou noir supermassif central. Elle oblige par ailleurs les astronomes à repenser le processus d'accrétion qui permet aux trous noirs supermassifs de s'alimenter.

Jusqu'à présent, les astronomes pensaient que les trous noirs supermassifs des galaxies les plus étendues se nourrissaient, à un rythme lent et régulier, du gaz chaud et ionisé du halo galactique. Les nouvelles observations d'ALMA montrent que, lorsque les conditions météorologiques intergalactiques le permettent, les trous noirs peuvent également se gorger de soudaines averses de gigantesques nuages de gaz moléculaire froid.

“Bien qu'elle ait été récemment prédite, l'existence d'une telle averse, froide et soudaine, s'abattant sur un trou noir supermassif, le nourrissant, n'avait pas encore été observée”, précise Grant Tremblay, astronome à l'Université de Yale, New Haven, Connecticut, Etats-Unis, ancien boursier de l'ESO et auteur principal de l'étude. “Observer ces pluies torrentielles se déverser sur un trou noir dont la masse avoisine les 300 millions de masses solaires est terriblement excitant”.

Tremblay et son équipe ont utilisé ALMA pour sonder un amas étonnamment brillant composé d'une cinquantaine de galaxies et baptisé Abell 2597. En son centre figure une galaxie elliptique massive, décrite à juste titre comme la « Galaxie la plus brillante de l'amas Abell 2597 ». Entre ces galaxies se trouve une atmosphère diffuse de gaz chaud ionisé, qui fit l'objet d'études antérieures au moyen de l'Observatoire en rayons X Chandra de la NASA.

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L'image d’arrière-plan (bleue) a été prise par le télescope spatial NASA/ESA Hubble. Au premier plan (rouge), il s’agit de données ALMA montrant la distribution du monoxyde de carbone à l’intérieur et autour de la galaxie. L’encadré montre l’image réalisée à partir des données d’ALMA de « l’ombre » (noire) produite par l’absorption de la lumière émise dans les longueurs d’onde millimétriques  par les électrons passant à toute vitesse auteur du puissant champ magnétique généré par le trou noir supermassif de la galaxie. L’ombre indique que des nuages froids de gaz moléculaire déversent leur pluie sur le trou noir.

Crédit:
B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)/G. Tremblay et al./NASA/ESA Hubble/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

L"article complet sur le site de l'ESO►http://www.eso.org/public/france/news/eso1618/