Nous  avons tendance à percevoir les trous noirs comme d’immenses siphons galactiques, aspirant tout ce qui passe à proximité. Ce n’est pas faux, mais de ce processus est produit des vents qui sont estimés nourrir, ou au moins réguler la croissance des galaxies. Jusqu’à maintenant, nous ne savions pas si ces vents soufflaient dans toutes les directions.

Au cœur des galaxies, les trous noirs supermassifs émettent des radiations et produisent des vents ultrarapides vers l’extérieur, comme l’illustre cette représentation artistique en entête de la NASA (JPL-Caltech) basée sur une image de la galaxie du Moulinet (Messier 101) prise par le télescope spatial Hubble de la NASA.

Selon le jet Propulsion laboratory de la NASA :

De nouvelles données du télescope spatial NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la NASA et du télescope spatial XMM-Newton de l’Agence spatiale européenne (ESA) montrent que ces vents, qui contiennent des gaz d’atomes fortement ionisés, soufflent de façon presque sphérique, émanant dans tous les sens. Les résultats excluent ainsi la possibilité que les vents soufflent dans d’étroits faisceaux.

En connaissant la forme et l’étendue des vents, les chercheurs ont pu déterminer leur force. Les vents sont assez puissants pour arrêter la formation des étoiles à travers une galaxie.

Ci-dessous, cet ensemble de données, récoltées par les deux télescopes spatiaux (NuSTAR et XMM-Newton), permet de déterminer pour la première fois la forme des vents ultrarapides de trous noirs supermassifs, ou quasars. Comme indiqué plus haut, les vents soufflent dans toutes les directions, d’une manière presque sphérique, venant des deux côtés d’une galaxie (un seul côté est illustré ici).

Toujours selon le JPL :

Le graphique montre la luminosité les rayons X d’un quasar très lumineux appelé PDS 456, avec les rayons à la plus haute énergie sur la droite. XMM-Newton voit les rayons X de basse énergie et le NuSTAR, les plus élevés. XMM Newton avait déjà observé le très lumineux quasar, appelé PDS 456, en 2001. A cette époque, il avait mesuré les rayons X jusqu’à un niveau d’énergie de 11 kiloélectronvolts. De ces données, les chercheurs ont détecté un plongeon dans la lumière des rayons X, appelés  “caractéristique d’absorption” (voir plongeon dans le graphique – “iron absorption”). La baisse est causée par des atomes de fer qui sont portés par les vents avec d’autres matières, absorbant la lumière des rayons X d’une énergie particulière. De plus, la fonction d’absorption est “décalée vers le bleu," ce qui signifie que les vents s’accélèrent vers nous (comme le coup de sifflet d’un train se déplaçant vers des fréquences plus élevées alors qu’il se dirige vers vous).

L’exemple préféré du Guru, déjà utilisé dans : “Voici ce que verraient réellement Han Solo et Chubaka s’ils tentaient d’atteindre la vitesse de la lumière.” et “Comment mesure-t-on l’immensité de l’univers ?”

En d’autres termes, les données de 2001, de l’XMM-Newton, ont indiqué aux chercheurs qu’au moins certains des vents soufflaient vers nous, mais ils n’ont pas révélé si ces vents étaient confinés à un faisceau étroit le long de notre ligne de mire, ou s’ils soufflaient dans toutes les directions.

C’est parce que le XMM-Newton n’avait détecté que les caractéristiques d’absorption qui, par définition, se produisent devant une source de lumière, dans ce cas, le quasar. Pour sonder ce qui se passait sur les côtés, les astronomes avaient besoin de trouver un autre type de fonctionnalité, appelée “caractéristique d’émission”. Elles se produisent lorsque le fer disperse la lumière des rayons X à une énergie particulière dans toutes les directions, pas seulement vers l’observateur.

Lancé en 2012. le NuSTAR a fait équipe avec l’XMM-Newton afin d’observer simultanément PDS 456 en 2013 et 2014. Les résultats sont présentés dans ce graphique. Les données du Nustar sont représentées sous la forme de cercles orange et celles du XMM-Newton en carrés bleus.

Les données du NuSTAR révèlent  la ligne de base du "continuum" de la lumière du quasar (voir ligne grise) ou ce à quoi le quasar ressemblerait sans vents. Ce qui ressort est l’élévation (bosse) à la gauche du plongeon (iron absorption). C’est une signature d’émission de fer, le signe révélateur que les vents soufflent des trous noirs sur les côtés et dans toutes les directions.

Les résultats montrent que, dans certains cas, deux télescopes spatiaux valent mieux qu’un… surtout pour résoudre de délicats problèmes. Ainsi, en observant l’ensemble de la gamme d’énergie des rayons X, les astronomes ont pu obtenir une image plus complète de ce qui se passe autour d’un quasar.

A partir du JPL de la NASA : NASA, ESA Telescopes Give Shape to Furious Black Hole Winds.