Découverte au centre de notre galaxie des “pots d’échappement” de son trou noir supermassif

De notre point de vue à l’intérieur de la Voie lactée, il est difficile de vraiment comprendre sa structure à grande échelle. Cette semaine, des astronomes ont observé le centre de la galaxie à l’aide du télescope à rayons X l’XMM-Newton de l’ESA et découvert deux colossales « cheminées » qui déversent une quantité énorme d’énergie et de gaz dans l’espace intergalactique.

Les trous noirs, en particulier la variété supermassive comme Sagittaire A* au cœur de la Voie lactée, sont réputés pour être voraces, au point que même la lumière ne peut échapper à leur gravité. Mais ils n’engloutissent pas nécessairement tout ce qui se présente à eux. Dans leur frénésie alimentaire, les trous noirs sont de malpropres consommateurs de poussière, de gaz, d’énergie et de matière, et par conséquent, le centre de la Voie lactée est une région assez turbulente.

Mais cette énergie et cette matière ne restent pas là, et maintenant nous savons où elle va. La nouvelle étude a découvert ce qui peut être considéré comme les “pots d’échappement” de la galaxie, deux gigantesques canaux de matière chaude s’écoulant de Sagittaire A*, transportant des particules chargées du centre de la galaxie vers la périphérie.

Si vous imaginez la Voie lactée comme un disque plus ou moins plat, ces deux cheminées s’étendent du haut et du bas, chacune s’étendant sur plus de 500 années-lumière. Elles semblent se connecter à deux énormes bulles qui se trouvent au-dessus et au-dessous de la galaxie et qui contiennent des particules se déplaçant très rapidement poussant le gaz qui autrement entoure la Voie lactée.

D’un bout à l’autre, les bulles de rayons gamma de la Voie lactée s’étendent sur 50 000 années-lumière, soit environ la moitié du diamètre de notre galaxie, comme le montre cette illustration. (NASA)

Ces bulles, qui peuvent atteindre 25 000 années-lumière de diamètre, ont été découvertes en 2010 par le Fermi Gamma-ray Space Telescope de la NASA, mais jusqu’à présent, on ne savait pas entièrement d’où provenaient les particules chargées. La découverte des cheminées permet de combler ce vide, en révélant que ces particules proviennent du centre de la galaxie.

Les cheminées ont été découvertes lorsqu’une équipe internationale d’astronomes a entrepris de cartographier le centre de la Voie lactée aux rayons X avec le télescope XMM-Newton. En examinant les images de la région prises en 2012, puis de nouveau entre 2016 et 2018, les cheminées ont été révélées par leurs lumineuses émissions de rayons X.

Une vue radiographique du centre de notre galaxie de la Voie lactée, où se trouve le trou noir supermassif Sagittaire A*. Cette image, obtenue avec l’observatoire spatial XMMM-Newton de l’ESA, montre la température du gaz émettant des rayons X dans cette région turbulente, les régions plus froides étant en rouge et les régions plus chaudes en vert et bleu. (ESA /XMM-Newton/ G. Ponti et coll./ Nature)

Selon Norbert Schartel, scientifique du projet XMM-Newton :

Ce résultat exceptionnel de XMM-Newton nous donne un aperçu sans précédent de ce qui se passe réellement au cœur de la Voie lactée et présente la carte radiographique la plus complète jamais créée de toute la région centrale.

Pour les chercheurs, ce mécanisme pourrait nous aider à comprendre la formation et l’évolution de notre propre galaxie et d’autres. La Voie lactée est généralement considérée comme relativement tranquille, de sorte que les astronomes suggèrent que ces afflux pourraient être des reliques d’une époque lointaine où elle était beaucoup plus active. Ou cela peut indiquer que même les plus tranquilles des galaxies peuvent être assez énergiques.

Selon Gabriele Ponti, auteur principal de cette étude :

Nous savons que les flux sortants et les vents de matière et d’énergie émanant d’une galaxie sont cruciaux pour sculpter et modifier sa forme au fil du temps, ils sont des acteurs clés dans la façon dont les galaxies et autres structures se forment et évoluent dans le cosmos. Heureusement, notre galaxie nous donne un laboratoire à proximité pour explorer ça en détail, et sonder comment la matière s’écoule dans l’espace autour de nous.

L’étude publiée dans Nature : An X-ray chimney extending hundreds of parsecs above and below the Galactic Centre et présen,tée sur le site de l’ESA : Giant chimneys vent X rays from Milky Way s core.