Au fil des ans, les chercheurs ont pris une myriade d'observations de trous noirs et de leurs environs, mais maintenant le très grand interféromètre de télescope de l'ESO nous donne l'aspect le plus détaillé de la poussière autour d'un trou noir au centre d'une galaxie active jamais obtenu. Initialement prévu pour être contenu dans le tore en forme d'anneau autour du trou noir, l'observation a surpris les astronomes qui ont découvert qu'une quantité importante de poussière se trouvait à la fois au-dessus et en dessous du tore. Qu'est-ce que cela peut signifier? Selon les dernières découvertes et contrairement à la théorie populaire, il est possible que la poussière soit évacuée de la région sous forme de vent frais.
Au cours des deux dernières décennies, les astronomes ont découvert que presque toutes les galaxies abritent un trou noir dans leur cœur. Dans de nombreux cas, ces monstres augmentent de taille en accumulant de la matière provenant du voisinage immédiat. Ceci, à son tour, est responsable de la création de noyaux galactiques actifs (AGN), l'un des objets les plus énergétiques de l'Univers. Autour des géants super-lumineux se trouvent des anneaux de poussière cosmique provenant de l'espace - attirés comme de l'eau tourbillonnant dans un drain sombre. Selon la théorie, le rayonnement infrarouge intense exercé par AGN doit provenir de ces tourbillons poussiéreux.
Grâce à l'œil puissant du Very Large Telescope Interferometer (VLTI) de l'Observatoire Paranal de l'ESO au Chili, les astronomes ont maintenant vu quelque chose de nouveau dans une galaxie active voisine répertoriée sous le numéro NGC 3783. Alors qu'ils observaient la poussière chaude attendue à quelque 700 à 1000 degrés Celsius, ce qu'ils ont également observé les a confondus… D'énormes quantités de poussière plus froide au-dessus et en dessous du tore principal.
Comme l'explique Sebastian Hönig (Université de Californie à Santa Barbara, États-Unis et Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Allemagne), auteur principal de l'article présentant les nouveaux résultats, «C'est la première fois que nous sommes en mesure de combiner des observations infrarouges de la poussière fraîche à température ambiante autour d'un AGN avec des observations détaillées similaires de la poussière très chaude. Cela représente également le plus grand ensemble d'interférométrie infrarouge pour un AGN publié à ce jour. »
S'agit-il d'un anneau de dentition à trou noir? D'après leurs observations, les chercheurs soupçonnent que la poussière nouvellement découverte s'écoule vers l'extérieur du trou noir central. Cela signifie que le vent joue très probablement un rôle critique dans la relation emmêlée du trou noir et de ses environs. Apparemment, le trou noir y attire du matériel immédiat, mais la quantité incroyable de rayonnement qu'il produit semble également le repousser. Les scientifiques sont loin de savoir comment ces deux processus fonctionnent ensemble, mais la découverte de ce vent poussiéreux pourrait conduire à une meilleure compréhension de leur évolution.
Pour obtenir la résolution nécessaire pour étudier la zone centrale du NGC 3783, les astronomes devaient utiliser la puissance combinée des télescopes unitaires du très grand télescope de l'ESO. Grâce à cette union, un interféromètre est créé - un interféromètre capable de «voir» avec l'équivalent d'un télescope de 130 mètres.
Un autre membre de l'équipe, Gerd Weigelt (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Allemagne), explique: «En combinant la sensibilité de classe mondiale des grands miroirs du VLT avec l'interférométrie, nous sommes en mesure de recueillir suffisamment de lumière pour observer des objets faibles . Cela nous permet d'étudier une région aussi petite que la distance de notre Soleil à son étoile voisine la plus proche, dans une galaxie à des dizaines de millions d'années-lumière. Aucun autre système optique ou infrarouge au monde n'est actuellement capable de cela. »
Que signifient ces nouvelles observations pour le monde de l'astronomie? Cela pourrait très bien changer la façon dont nous comprenons actuellement l'AGN. Avec la preuve que la poussière est expulsée par un rayonnement intense, de nouveaux modèles doivent être créés - des modèles qui incluent ces informations récentes sur la façon dont la poussière peut être distribuée.
Hönig conclut: «Je suis maintenant vraiment impatient de MATISSE, qui nous permettra de combiner les quatre télescopes unitaires VLT à la fois et d'observer simultanément dans l'infrarouge proche et moyen - nous donnant des données beaucoup plus détaillées.» MATISSE, un instrument de deuxième génération pour le VLTI, est actuellement en construction.
Source de l'histoire originale: Communiqué de presse ESO.
