Les travaux donnent des indices sur la puissance des jets –

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  • Une nouvelle vue de la région la plus proche du trou noir supermassif au centre de la galaxie Messier 87 (M87) a montré des détails importants sur les champs magnétiques proches du trou noir et des indices sur la puissance des jets de matière pouvant provenir de cette région.

    Une équipe mondiale d’astronomes utilisant le télescope Event Horizon, une collection de huit télescopes, y compris l’Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) au Chili, a mesuré une signature de champs magnétiques – appelée polarisation – autour du trou noir. La polarisation est l’orientation des champs électriques dans la lumière et les ondes radio et elle peut indiquer la présence et l’alignement des champs magnétiques.

    «Nous voyons maintenant la prochaine preuve cruciale pour comprendre comment les champs magnétiques se comportent autour des trous noirs, et comment l’activité dans cette région très compacte de l’espace peut entraîner des jets puissants», a déclaré Monika Mo? Cibrodzka, coordonnatrice du groupe de travail sur la polarimétrie EHT et professeur assistant à l’Université Radboud aux Pays-Bas.

    De nouvelles images avec l’EHT et l’ALMA ont permis aux scientifiques de cartographier les lignes de champ magnétique près du bord du trou noir de M87. Ce même trou noir est le premier à être imaginé – par l’EHT en 2019. Cette image a révélé une structure en forme d’anneau brillant avec une région centrale sombre – l’ombre du trou noir. Les images les plus récentes sont une clé pour expliquer comment M87, à 50 millions d’années-lumière de la Terre, peut lancer des jets énergétiques à partir de son noyau.

    Le trou noir au centre de M87 est plus de 6 milliards de fois plus massif que le Soleil. Le matériau aspiré vers l’intérieur forme un disque rotatif – appelé disque d’accrétion – en orbite autour du trou noir. La majeure partie du matériau du disque tombe dans le trou noir, mais certaines particules environnantes s’échappent et sont éjectées loin dans l’espace dans des jets se déplaçant à presque la vitesse de la lumière.

    “Les images polarisées récemment publiées sont essentielles pour comprendre comment le champ magnétique permet au trou noir de ‘manger’ de la matière et de lancer de puissants jets”, a déclaré Andrew Chael, un boursier Hubble de la NASA au Princeton Center for Theoretical Science et à la Princeton Gravity Initiative en les Etats Unis

    Les scientifiques ont comparé les nouvelles images montrant la structure du champ magnétique juste à l’extérieur du trou noir avec des simulations informatiques basées sur différents modèles théoriques. Ils ont constaté que seuls les modèles contenant du gaz fortement magnétisé peuvent expliquer ce qu’ils voient à l’horizon des événements.

    “Les observations suggèrent que les champs magnétiques au bord du trou noir sont suffisamment puissants pour repousser le gaz chaud et l’aider à résister à l’attraction de la gravité. Seul le gaz qui glisse à travers le champ peut spiraler vers l’intérieur jusqu’à l’horizon des événements”, a expliqué Jason Dexter , Professeur adjoint à l’Université du Colorado à Boulder et coordinateur du groupe de travail sur la théorie EHT.

    Pour faire les nouvelles observations, les scientifiques ont relié huit télescopes à travers le monde – dont ALMA – pour créer un télescope virtuel de la taille de la Terre, l’EHT. L’impressionnante résolution obtenue avec l’EHT est équivalente à celle nécessaire pour mesurer la longueur d’une carte de crédit à la surface de la Lune.

    Cette résolution a permis à l’équipe d’observer directement l’ombre du trou noir et l’anneau de lumière qui l’entoure, la nouvelle image montrant clairement que l’anneau est magnétisé. Les résultats sont publiés dans deux articles du Lettres du journal astrophysique par la collaboration EHT. La recherche a impliqué plus de 300 chercheurs de plusieurs organisations et universités du monde entier.

    Un troisième article a également été publié dans le même volume du Lettres du journal astrophysique, basé sur les données d’ALMA, dirigé par Ciriaco Goddi, un scientifique de l’Université Radboud et de l’Observatoire de Leiden, aux Pays-Bas.

    “Les informations combinées de l’EHT et de l’ALMA ont permis aux scientifiques d’étudier le rôle des champs magnétiques depuis le voisinage de l’horizon des événements jusqu’à bien au-delà du noyau de la galaxie, le long de ses puissants jets s’étendant sur des milliers d’années-lumière”, a déclaré Goddi.

    L’Observatoire national de radioastronomie est une installation de la National Science Foundation, exploitée dans le cadre d’un accord de coopération par Associated Universities, Inc.

    La collaboration EHT implique plus de 300 chercheurs d’Afrique, d’Asie, d’Europe, d’Amérique du Nord et du Sud. La collaboration internationale s’efforce de capturer les images de trous noirs les plus détaillées jamais obtenues en créant un télescope virtuel de la taille de la Terre. Soutenu par un investissement international considérable, l’EHT relie les télescopes existants à l’aide de systèmes novateurs – créant un instrument fondamentalement nouveau avec le pouvoir de résolution angulaire le plus élevé jamais atteint.

    Les télescopes individuels concernés sont: ALMA, APEX, le télescope 30 mètres de l’Institut de Radioastronomie Millimétrique (IRAM), l’Observatoire IRAM NOEMA, le télescope James Clerk Maxwell (JCMT), le grand télescope millimétrique (LMT), le submillimètre Array (SMA) ), le télescope submillimétrique (SMT), le télescope du pôle sud (SPT), le télescope Kitt Peak et le télescope du Groenland (GLT).

    Le consortium EHT se compose de 13 instituts parties prenantes: l’Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, l’Université d’Arizona, l’Université de Chicago, l’Observatoire d’Asie de l’Est, Goethe-Universitaet Frankfurt, Institut de Radioastronomie Millimétrique, Large Millimeter Telescope, Max Planck Institute pour la radioastronomie, le MIT Haystack Observatory, l’Observatoire national d’astronomie du Japon, l’Institut Perimeter pour la physique théorique, l’Université Radboud et le Smithsonian Astrophysical Observatory.

    L’Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), une installation d’astronomie internationale, est un partenariat de l’ESO, de la National Science Foundation (NSF) des États-Unis et des National Institutes of Natural Sciences (NINS) du Japon en coopération avec la République du Chili. ALMA est financé par l’ESO au nom de ses États membres, par la NSF en coopération avec le Conseil national de recherches du Canada (NRC) et le ministère des Sciences et de la Technologie (MOST) et par le NINS en coopération avec l’Academia Sinica (AS) à Taiwan et l’Institut coréen d’astronomie et des sciences spatiales (KASI). La construction et les opérations d’ALMA sont dirigées par l’ESO au nom de ses États membres; par l’Observatoire national de radioastronomie (NRAO), géré par Associated Universities, Inc. (AUI), au nom de l’Amérique du Nord; et par l’Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ) au nom de l’Asie de l’Est. L’Observatoire conjoint ALMA (JAO) assure la direction et la gestion unifiées de la construction, de la mise en service et de l’exploitation d’ALMA.

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