Ça se passe là haut...: Débauche d'énergie dans l'amas de galaxies d'Ophiu...
Ça se passe là haut...: Débauche d'énergie dans l'amas de galaxies d'Ophiu...: Un nouveau record d'énergie éruptive issue d'un trou noir supermassif vient d'être observée dans l'amas de galaxies d'Ophiuchus situé à 390 millions d'années-lumière. Cette "éruption" passée est 5 fois plus énergétique que le précédent record. L'étude est publiée dans The Astrophysical Journal.
Mais ce n'est qu'en ajoutant de nouvelles observations en rayons X avec et XMM-Newton et des observations dans le domaine radio, avec les radiotélescopes MWA en Australie (Murchison Widefield Array) et GMRT en Inde (Giant Metrewave Radio Telescope) que les astrophysiciens ont compris que toute cette cavité aux bords nets avait bien été sculptée par la matière et le rayonnement éjectés par l'activité du trou noir supermassif de la galaxie centrale de l'amas d'Ophiuchus. En effet, les émissions radio épousent parfaitement les contours des émissions de rayons X qui délimitent la cavité de plasma. Et cette émission radio est produite par des électrons accélérés à une vitesse proche de la vitesse de la lumière.
Les chercheurs peuvent calculer la quantité d'énergie nécessaire pour produire la cavité de plasma observée à partir de ses caractéristiques (son volume et la pression nécessaire pour mettre en mouvement le milieu intergalactique) : ils trouvent une énergie de 5. 1061 erg, soit 5. 1054 Joules ! Cette énergie est équivalente à l'énergie dégagée par 50 milliards de supernovas ...
Mais aujourd'hui l'activité éruptive du trou noir de la grosse galaxie centrale de l'amas n'est plus vraiment actif : aucune trace de jet n'y est détectée, seulement une faible source radio. L'absence d'activité actuelle du trou noir supermassif est expliquée par les astrophysiciens par le fait qu'il ne serait plus nourri par du gaz froid, celui-ci étant décalé par rapport au centre de l'amas de galaxies. Giacintucci et son équipe évoque par ailleurs un lien possible entre ce décalage spatial des réserves de gaz et l'éruption ultra-énergétique qui a eu lieu.
Un point étonnant relevé par les chercheurs est qu'une seule cavité de plasma est observée, alors que les trous noirs produisent des jets polaires dans deux directions opposées. Pour expliquer cette singularité, Giacintucci et ses collaborateurs proposent que le gaz de l'autre côté de l'amas soit moins dense, ce qui aurait produit un affaiblissement beaucoup plus rapide des émissions radio, l'amas de galaxies est il est vrai asymétrique.
Ce qui est sûr, c'est que l'association des observations en rayons X et en ondes radio a été fondamentale pour comprendre ce qui s'est passé dans l'amas de Ophichus. Et d'autres observations en ondes radios à basses fréquences (typiquement entre 70 et 250 MHz) pourraient permettre de découvrir d'autres situations du même type et faire de l'archéologie astrophysique des trous noirs supermassifs.
Source
Discovery of a Giant Radio Fossil in the Ophiuchus Galaxy Cluster
S. Giacintucci et al.
The Astrophysical Journal, Volume 891, Number 1 (27 february 2020)
https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab6a9d
Illustration
Image composite de l'amas d'Ophiuchus (rayons X, radio et infra-rouge) montrant la cavité et son bord incurvé (X : Chandra: NASA/CXC/NRL/S. Giacintucci, et al., XMM-Newton: ESA/XMM-Newton; Radio: NCRA/TIFR/GMRT; IR : 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF)
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