Une nouvelle vue du trou noir de notre galaxie révèle un champ magnétique tourbillonnant

Le trou noir Sagittaire A*, vu en lumière polarisée

Observatoire européen austral (ESO)

Il s’agit du trou noir supermassif au centre de notre galaxie comme nous ne l’avons jamais vu auparavant. L’image révèle les champs magnétiques tourbillonnants autour de Sagittarius A* (Sgr A*) et laisse entendre qu’il pourrait produire un jet de matériau à haute énergie, que les astronomes n’ont pas encore vu.

La photo a été prise par un réseau d’observatoires à travers le monde fonctionnant comme un seul télescope géant, appelé Event Horizon Telescope (EHT). En 2022, il a produit la première image de Sgr A*, révélant la lumière provenant d’un plasma chaud tourbillonnant sur le fond sombre de l’horizon des événements du trou noir, où la lumière ne peut échapper à son extrême gravité.

Aujourd’hui, Ziri Younsi, chercheur à l’EHT de l’University College de Londres, et ses collègues ont mesuré la façon dont cette lumière est polarisée, ou l’orientation de son champ électromagnétique, montrant la direction et la force du champ magnétique autour de Sgr A*.

L’image est remarquablement similaire au champ magnétique de M87*, le premier trou noir étudié par l’EHT. Étant donné que M87* est environ 1 500 fois plus massif que Sgr A*, cela suggère que les trous noirs supermassifs pourraient avoir des structures similaires quelle que soit leur taille, explique Younsi.

Les deux trous noirs photographiés par le télescope Event Horizon se ressemblent étonnamment

Observatoire européen austral (ESO)

Une différence majeure entre M87* et le trou noir de notre galaxie est l’absence de jets visibles à haute énergie observés depuis Sgr A*. Cette absence a longtemps intrigué les astronomes, mais le fait que Sgr A* possède un champ magnétique comme celui de M87* suggère qu’il pourrait également y avoir des jets dans le trou noir de notre galaxie.

“Il y a une suggestion vraiment excitante selon laquelle il pourrait y avoir une structure supplémentaire”, explique Younsi. “Il pourrait se passer quelque chose d’assez excitant au centre de la galaxie, et je pense que nous devrons suivre ces résultats.”

Cela aurait du sens étant donné d’autres éléments de preuve que nous voyons pour un jet qui aurait pu exister il y a longtemps dans l’histoire de notre galaxie, comme les bulles de Fermi, de grandes sphères de plasma produisant des rayons X au-dessus et au-dessous de la Voie Lactée.

En plus de révéler un jet caché potentiel, les propriétés du champ magnétique pourraient aider à résoudre d’autres mystères astrophysiques, tels que la manière dont des particules telles que les rayons cosmiques et les neutrinos sont accélérées à des énergies extrêmement élevées, explique Younsi. « Les champs magnétiques sont à la base de tout cela. Tout ce qui nous donne une meilleure idée de la façon dont les trous noirs et les champs magnétiques interagissent est tout simplement d’une importance fondamentale pour l’astrophysique. »

Younsi et ses collègues espèrent prendre davantage d’images de Sgr A* avec un plus grand réseau de télescopes et des équipements plus avancés, ce qui améliorera leur compréhension de la nature du champ magnétique et de la manière dont il pourrait produire des jets. L’EHT débutera ces observations en avril, même si le traitement des données prendra probablement plusieurs années.

Être capable de voir le champ magnétique d’un trou noir supermassif avec autant de détails est incroyablement rare, explique Christine Done de l’Université de Durham, au Royaume-Uni. “Les champs magnétiques font partie de ces choses en astrophysique, un peu comme dire que la fée des dents est arrivée.” Quant aux similitudes entre M87* et Sag A*, il se peut qu’un examen plus détaillé des deux puisse révéler des différences qui ne sont pas si apparentes à la résolution à laquelle nous pouvons les voir actuellement, dit-elle.

Les références: Les lettres du journal astrophysiqueDOI : 10.3847/2041-8213/ad2df0 et DOI : 10.3847/2041-8213/ad2df1

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