Cette découverte, menée par Andrew Mummery et Adelle Goodwin, pourrait révolutionner notre compréhension de l’univers.
Une règle universelle pour les jets de trous noirs
Une équipe internationale de chercheurs a identifié une règle commune régissant la formation de jets puissants chez les trous noirs, qu’ils soient de petite ou de grande taille. Cette découverte, publiée dans la revue Nature Astronomy, montre que ces phénomènes se produisent à un stade critique de leur cycle d’alimentation, indépendamment de leur masse. Les résultats, basés sur l’analyse de vingt événements de déchirement tidal, révèlent deux périodes distinctes où les jets peuvent se former, confirmant une théorie longtemps suspectée.
« Nous voulions vraiment résoudre ce grand puzzle », a déclaré Andrew Mummery, co-auteur de l’étude. « Pourquoi certains trous noirs supermassifs émettent des jets radio immédiatement après avoir déchiré une étoile, alors que d’autres restent inactifs pendant des mois ou des années ? » La réponse, selon les chercheurs, réside dans un seuil d’accrétion spécifique, un taux de matière alimentant le trou noir qui déclenche les jets.
« Quand un trou noir déchire une étoile, il ne l’avale pas tout entière », a expliqué Adelle Goodwin. « Une partie de la matière est expulsée sous forme d’éruptions, qui peuvent influencer l’évolution des galaxies. » Adelle Goodwin, Forrest Research Foundation Fellow
Deux phases de formation des jets
L’étude a identifié deux phases distinctes dans la formation des jets. La première survient dès que le trou noir consomme de la matière à un taux extrêmement élevé. Cette constatation, publiée sous le titre « A universal critical accretion rate for black hole jet formation », a été validée grâce à des observations dans diverses longueurs d’onde, de l’optique à la radio.
« Ce seuil est particulièrement important », a souligné Mummery. « Il est déjà connu pour activer les jets dans les trous noirs de notre galaxie. Trouver la même limite chez les trous noirs supermassifs suggère que la physique des jets s’applique à une gamme extrêmement large de masses. » Les chercheurs ont analysé dix événements de déchirement tidal de haute qualité, permettant de relier le taux d’alimentation au moment des éruptions.
Implications pour l’observation astronomique
La découverte a des implications pratiques pour les astronomes. En prédisant quand un trou noir est susceptible de produire un jet retardé, les chercheurs peuvent planifier leurs observations plus efficacement, augmentant ainsi leurs chances de capturer ces événements brefs. Cette approche pourrait optimiser l’utilisation des télescopes, notamment pour des projets comme le Square Kilometre Array, qui commencera à collecter des données en 2028.
« Être en mesure de prédire ces éruptions permet de mieux planifier les ressources », a ajouté Goodwin. « Cela pourrait rendre les observations plus ciblées et réduire les temps d’attente inutiles. » Les chercheurs espèrent que cette règle universelle aidera à mieux comprendre comment les trous noirs influencent leur environnement galactique, notamment via les éruptions qui dispersent de la matière sur des distances cosmiques.
Un pas vers une compréhension globale
Depuis des décennies, les astrophysiciens se demandaient si les mêmes lois physiques s’appliquaient aux trous noirs, quel que soit leur poids. Cette étude, menée par des chercheurs de l’Institute for Advanced Study (IAS) et de l’Université de Curtin, apporte une réponse claire. Les observations de déchirements d’étoiles ont permis de contourner les délais de millions d’années normalement associés aux changements autour des trous noirs supermassifs.
Les résultats, publiés dans Nature Astronomy, marquent une avancée majeure dans la compréhension des trous noirs. Avec des implications pour l’observation future et la physique cosmique, cette étude illustre comment les phénomènes extrêmes de l’univers suivent des lois universelles, même à des échelles différentes.