Les astronomes soupçonnent depuis longtemps que quelque chose doit contrecarrer activement les trous noirs, car la plupart des galaxies de l’univers local ne les ont pas. Maintenant, l'Observatoire des Gémeaux a capturé un bilan et un équilibre galactiques - un écoulement de quasar à grande échelle dans la galaxie Markarian 231 qui semble priver un trou noir supermassif de son régime de gaz et de poussière.
Le travail est une collaboration entre David Rupke du Rhodes College au Tennessee et Sylvain Veilleux de l'Université du Maryland. Les résultats seront publiés dans le numéro du 10 mars deThe Astrophysical Journal Letters.
Markarian 231 (12h56’14.23 ″ + 56d52’25.24 ″) est situé à environ 600 millions d'années-lumière en direction de la constellation d'Ursa Major. Bien que sa masse soit incertaine, certaines estimations indiquent que Mrk 231 a une masse en étoiles environ trois fois celle de la Voie lactée, et son trou noir central est estimé avoir une masse d'au moins 10 millions de masses solaires ou également environ trois fois celle du trou noir supermassif dans la Voie lactée.
La modélisation théorique indique spécifiquement les sorties de quasars comme contrepoids à la croissance des trous noirs. Dans cette boucle de rétroaction négative, alors que le trou noir acquiert activement de la masse en tant que quasar, les sorties emportent de l'énergie et du matériel, supprimant ainsi toute croissance. Des écoulements à petite échelle avaient déjà été observés auparavant, mais aucun n'était suffisamment puissant pour prendre en compte cet aspect prédit et fondamental de l'évolution des galaxies. Les observations Gemini fournissent la première preuve claire de sorties suffisamment puissantes pour soutenir le processus nécessaire pour affamer le trou noir galactique et éteindre la formation d'étoiles en limitant la disponibilité de nouveaux matériaux.
L'auteur de l'étude Veilleux dit que Mrk 231 est un laboratoire idéal pour étudier les débits provoqués par la rétroaction des trous noirs supermassifs: «Cet objet est sans doute le plus proche et le meilleur exemple que nous connaissons d'une grande galaxie dans les étapes finales d'une fusion violente et dans le processus de perdre son cocon et de révéler un quasar central très énergique. C'est vraiment un dernier soupir de cette galaxie; le trou noir crève ses prochains repas dans l'oubli! » Aussi extrêmes que semblent les habitudes alimentaires de Mrk 231, Veilleux ajoute qu'elles ne sont probablement pas uniques: «Quand nous regardons profondément dans l'espace et dans le temps, des quasars comme celui-ci sont vus en grand nombre, et tous ont peut-être traversé des événements de délestage comme celle que nous voyons dans Mrk 231. »
Bien que Mrk 231 soit extrêmement bien étudié et connu pour ses jets collimatés, les observations Gemini ont révélé un large écoulement s'étendant dans toutes les directions pendant au moins 8000 années-lumière autour du cœur de la galaxie. Les données obtenues révèlent que du gaz (caractérisé par du sodium, qui absorbe la lumière jaune) s'écoule loin du centre de la galaxie à des vitesses de plus de 1 000 kilomètres par seconde. À cette vitesse, le gaz pourrait passer de New York à Los Angeles en environ 4 secondes. Cet écoulement élimine le gaz du noyau à un rythme prodigieux - plus de 2,5 fois le taux de formation d'étoiles. Les vitesses observées éliminent les étoiles comme «moteur» possible alimentant l'écoulement. Cela laisse le trou noir lui-même comme le coupable le plus probable, et il peut facilement rendre compte de l'énorme énergie requise.
L'énergie impliquée est suffisante pour balayer la matière de la galaxie. Cependant, "lorsque nous disons que la galaxie est en train de se désagréger, nous ne faisons référence qu'au gaz et à la poussière dans la galaxie", note Rupke. «La galaxie est principalement composée d'étoiles à ce stade de sa vie, et l'écoulement n'a aucun effet sur elles. L'essentiel est que les feux d'artifice de la formation de nouvelles étoiles et de l'alimentation des trous noirs arrivent à leur fin, très probablement à la suite de cet écoulement. »
Source: communiqué de presse Gemini. Le papier apparaît ici. Voir également quelques animations de fusion galactique, gracieuseté du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
