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Pourquoi le trou noir de notre Voie lactée est plus calme que ceux d'autres galaxies

La Nasa pense avoir découvert pourquoi le trou noir de la Voie lactée est plus calme que d'autres. Ce phénomène est lié à la forme du champ magnétique au centre de notre galaxie.

Certains trous noirs sont plus actifs que d'autres ; celui de notre galaxie est relativement calme. La Nasa pense avoir découvert pourquoi Sagittarius A* (Sgr A*), qui se trouve au cœur de la Voie lactée, est si tranquille et moins brillant que d'autres trous noirs. L'explication est liée au champ magnétique qui se trouve au centre de la galaxie.

L'Agence spatiale américaine a annoncé cette découverte le 11 juin 2019 dans un communiqué. Elle doit s'accompagner d'une étude dans la revue Astrophysical Journal, qui n'est pas encore publiée à l'heure où ces lignes sont écrites. « La forme en spirale du champ magnétique canalise le gaz dans une orbite autour du trou noir », explique Darren Dowell, astrophysicien et membre du Jet Propulsion Laboratory de la Nasa. Cette forme peut expliquer pourquoi Sgr A* est moins actif que d'autres trous noirs.

Quand dit-on qu'un trou noir est actif ?

Les trous noirs sont des objets célestes dont le champ de gravitation est si compact que rien ne peut s'en échapper, pas même la lumière. Les scientifiques pensent que la plupart des grandes galaxies ont un trou noir en leur centre (la question n'est pas résolue pour les galaxies naines). De nombreux trous noirs sont considérés comme actifs : cela signifie qu'ils absorbent de la matière en grande quantité. Ce processus émet des radiations.

La Voie lactée possède elle aussi très probablement un trou noir supermassif en son centre. On estime que Sgr A* mesure plus de 4 millions de masses solaires, même s'il n'a jamais été observé directement (contrairement à M87* qui a été photographié). La différence, cependant, est que ce trou noir est beaucoup moins actif que d'autres. Jusqu'à présent, on ignorait quel rôle pouvait avoir le champ magnétique (des particules chargées qui interagissent en mouvement) sur cette caractéristique de Sgr A*. Il est complexe d'étudier l'influence de ce champ qui a pourtant une incidence sur la matière dans l'univers, car c'est une « force invisible », rappelle la Nasa.

Comment les chercheurs s'y sont-ils pris pour découvrir la forme du champ magnétique autour de Sgr A* ? L'agence spatiale explique que les scientifiques ont utilisé HAWC+ (« High-resolution Airbone Wideband Camera Plus »), un instrument de l'Observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge (SOFIA). Cette observatoire, développé par la Nasa et l'agence spatiale allemande, est un télescope infrarouge porté par un Boeing. Grâce à la caméra HAWC+, les astronomes ont pu observer des grains de poussière qui s'alignent perpendiculairement aux champs magnétiques (ce qui permet d'en déduire la forme de ces champs).

Le champ contraint les mouvements du gaz

Ces mesures confirment que « le champ magnétique est suffisamment puissant pour contraindre les mouvements turbulents du gaz » qui se trouve autour du trou noir. Le champ magnétique peut avoir plusieurs effets sur le gaz : il peut le faire tomber dans le trou noir (dans ce cas, le trou noir est actif car il consomme beaucoup de gaz) ou le mettre en orbite autour du trou (le trou noir est alors plus calme car il consomme moins de gaz).

La publication de l'étude de la Nasa devrait venir confirmer cette explication, qui lève l'un des mystère du trou noir de la Voie lactée. Sgr A* a probablement encore des secrets à dévoiler : des scientifiques ont déjà proposé une solution pour le photographier encore plus précisément que M87*.