Les plus grands jets de trous noirs connus, d’un diamètre de 23 millions d’années-lumière, ont été découverts dans l’univers lointain. Cette paire de faisceaux de particules lancés par un trou noir supermassif est plus de cent fois plus grande que notre galaxie, la Voie lactée.
En 2022, nous avons annoncé la découverte de l’un des plus grands jets de trous noirs du ciel nocturne, lancé depuis une galaxie (relativement) proche appelée NGC2663. En utilisant l’Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) du CSIRO en Australie occidentale, nous avons confirmé que le jet de NGC2663 est l’un des plus grands du ciel. En d’autres termes, il semble être le plus grand lorsqu’il est vu de la Terre.
Le nouveau jet, annoncé dans le journal Naturea été surnommé « Porphyrion » (un géant de la mythologie grecque) par ses découvreurs du California Institute of Technology aux États-Unis. En taille réelle, il éclipse le jet de NGC2663 et est plus de 20 fois plus grand, un véritable colosse.
Porphyrion pourrait nous en dire plus sur le grand écosystème de matière qui s’écoule à l’intérieur et à l’extérieur des galaxies. Mais ce jet nous laisse également perplexes : comment un objet de 23 millions d’années-lumière de diamètre peut-il être presque parfaitement droit ?
Voir la lumière invisible
Porphyrion a été découvert par des astronomes utilisant l’International Télescope LOFARun réseau de capteurs radio centré aux Pays-Bas, qui s’étend de la Suède à la Bulgarie et de l’Irlande à la Lettonie. Les radiotélescopes comme ASKAP et LOFAR peuvent voir la lumière invisible à nos yeux : les ondes radio.
Qu’est-ce qui déclenche le jet ? Au centre du jet, les chercheurs voient une galaxie, et au centre de la galaxie, ils trouvent la preuve de l’existence d’un trou noir supermassif.
Tandis que la matière est attirée vers le trou noir, différents destins l’attendent. Une partie de la matière est entièrement dévorée. Une autre partie gravite autour du trou noir, formant un disque. Une autre partie se tord et s’emmêle dans des champs magnétiques intenses, jusqu’à être libérée en deux jets opposés, explosant à une vitesse proche de celle de la lumière.
Nous avons déjà vu des jets de trous noirs, même ceux qui s’étendent sur plusieurs millions d’années-lumière. Ce qui est frappant à propos de Porphyrion, c’est qu’il semble presque parfaitement droit. Il existe de nombreux jets courbés et anguleux, dont un observé par ASKAP et surnommé « Les fantômes dansants ».
Étonnamment droit
De nombreux processus peuvent ajouter un pli à un jet : un obstacle tel qu’un nuage dense, un changement d’orientation du trou noir, des champs magnétiques puissants, un « vent » intergalactique lorsque la galaxie hôte tombe dans une structure cosmique plus grande.
Porphyrion, en revanche, semble avoir parcouru son chemin à travers le cosmos depuis environ 2 milliards d’années, sans être perturbé.
C’est intriguant pour deux raisons. D’abord, elle ne vient pas d’ici. Sa lumière a voyagé pendant environ 7 milliards d’années pour arriver sur Terre. Nous voyons Porphyrion tel qu’il était environ 6 milliards d’années après le Big Bang.
Comme pour tous les objets astronomiques, nous le voyons dans le passé, lorsque l’univers était plus dense (rappelez-vous : l’univers est en expansion). Mais un environnement chargé est l’ennemi d’un jet droit.
Deuxièmement, un jet capable de maintenir une puissance constante pendant 2 milliards d’années nécessite un flux constant de nourriture. Mais cela implique un environnement local riche, rempli de bonnes choses (gaz interstellaire) prêtes à être consommées. Cela présente un paradoxe, car, encore une fois, un environnement surchargé est l’ennemi d’un jet direct.
Comme le concluent les chercheurs, « on ne sait pas encore comment les jets peuvent conserver une cohérence aussi durable ». Peut-être Porphyrion a-t-il eu de la chance, en faisant passer son jet à travers une allée tranquille de l’espace intergalactique.
Peut-être que ce jet possède quelque chose qui l’aide à maintenir sa focalisation. Nous ne le savons pas. Mais nous pouvons réfléchir à des moyens de le savoir. Les observateurs exploreront l’environnement de ce jet en effectuant d’autres observations sur l’ensemble du spectre.
Les radioastronomes utilisent des télescopes comme ASKAP et LOFAR pour détecter davantage de jets, afin de pouvoir distinguer les jets typiques des jets aléatoires. Pendant ce temps, les astrophysiciens utilisent des simulations de jets sur superordinateur pour déterminer ce qui les lance, ce qui peut les courber et dans quelles conditions.
Les objets comme Porphyrion ne sont pas de simples bizarreries cosmiques. Ils font partie intégrante de l’écosystème de la matière qui façonne notre environnement cosmique. La matière intergalactique alimente les galaxies, les galaxies créent des étoiles, certaines galaxies créent même des trous noirs, les trous noirs créent un jet, le jet affecte la matière intergalactique, et c’est tout.
Nous démêlons lentement les indices sur notre place dans le cosmos.
Cet article est republié à partir de La Conversation sous licence Creative Commons. Lire la suite article original.