Les observations combinées de deux générations de télescopes spatiaux à rayons X ont maintenant révélé une image plus complète de la nature des vents à grande vitesse expulsés des trous noirs super-massifs. Le scientifique analysant les observations a découvert que les vents liés à ces trous noirs peuvent voyager dans toutes les directions et pas seulement un faisceau étroit comme on le pensait précédemment. Les trous noirs résident au centre des galaxies et des quasars actifs et sont entourés de disques d'accrétion de matière. De tels vents expansifs larges ont le potentiel d'affecter la formation d'étoiles dans toute la galaxie ou quasar hôte. La découverte conduira à des révisions des théories et des modèles qui expliquent plus précisément l'évolution des quasars et des galaxies.
Les observations ont été effectuées par les télescopes spatiaux à rayons X XMM-Newton et NuSTAR du quasar PDS 456. Les observations ont été combinées dans le graphique ci-dessus. PDS 456 est un quasar brillant résidant dans la constellation Serpens Cauda (près d'Ophiuchus). Le graphique de données montre à la fois un pic et un creux dans le profil d'émission de rayons X autrement nominal, comme le montrent les données NuSTAR (rose). Le pic représente les émissions de rayons X dirigées vers nous (c'est-à-dire nos télescopes) tandis que le creux est l'absorption des rayons X qui indique que l'expulsion des vents du trou noir super-massif est dans de nombreuses directions - en fait une coquille sphérique. La caractéristique d'absorption causée par le fer dans le vent à grande vitesse est la nouvelle découverte.
Les rayons X sont la signature des événements les plus énergétiques du Cosmos, mais ils sont également produits par certains des corps les plus dociles - les comètes. Le bord d'attaque d'une comète comme le P67 de Rosetta génère des émissions de rayons X à partir de l'interaction d'ions solaires énergétiques capturant les électrons des particules neutres dans le coma de la comète (nuage de gaz). Les observations d'un trou noir super-massif dans un quasar à des milliards d'années-lumière impliquent la génération de rayons X à une échelle beaucoup plus grande, par des vents qui ont évidemment une influence à l'échelle galactique.
L'étude des régions de formation d'étoiles et de l'évolution des galaxies s'est concentrée sur les effets des ondes de choc des événements de supernova qui se produisent tout au long de la vie d'une galaxie. Ces ondes de choc provoquent l'effondrement des nuages de gaz et la formation de nouvelles étoiles. Cette nouvelle découverte grâce aux efforts combinés de deux équipes de télescopes spatiaux offre aux astrophysiciens un nouvel aperçu de la façon dont la formation des étoiles et des galaxies a lieu. Les trous noirs super-massifs, au moins au début de la formation d'une galaxie, peuvent influencer la formation des étoiles partout.
L'ESA a construit XMM-Newton et le télescope spatial NuSTAR X-Ray, une mission de la NASA de classe SMEX, utilisent des optiques d'incidence rasante, pas du verre (réfraction) ou des miroirs (réflexion) comme dans les télescopes à lumière visible conventionnels. L'angle d'incidence des rayons X doit être très peu profond et, par conséquent, l'optique est étendue sur une ferme de 10 mètres (33 pieds) dans le cas de NuSTAR et sur un cadre rigide sur le XMM-Newton.
Le XMM-Newton construit par l'ESA a été lancé en 1999, une conception de génération plus ancienne qui utilisait un cadre et une structure rigides. Tout le volume de carénage et la capacité de portance du lanceur Ariane 5 étaient nécessaires pour mettre le Newton en orbite. Le dernier télescope à rayons X - NuSTAR - bénéficie de dizaines d'années d'avancées technologiques. Les détecteurs sont plus efficaces et plus rapides et le cadre rigide a été remplacé par une ferme compacte qui a nécessité 30 minutes de déploiement. Par conséquent, NuSTAR a été lancé sur une fusée Pegasus jumelée à un L-1011, un système de lancement considérablement plus petit et moins cher.
Alors maintenant, ces observations sont effectivement transmises aux théoriciens et aux modélisateurs. Les données sont comme un nouvel ingrédient dans la pâte à partir de laquelle se forment une galaxie et des étoiles. Les modèles de formation des galaxies et des étoiles s'amélioreront et décriront plus précisément comment les quasars, avec leurs trous noirs super-massifs actifs, se transforment en galaxies plus tranquilles comme notre propre Voie lactée.
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