L'origine des bulles de Fermi, de surprenantes structures étendues de part et d'autre du centre galactique, est mal comprise. Des scientifiques explorent l'hypothèse selon laquelle le trou noir Sagittarius A* serait à l'origine de ces bulles.

Les énigmatiques bulles de Fermi, qui s’étendent de part et d’autre de notre galaxie, pourraient tirer leur origine d’un trou noir. Une nouvelle étude vient renforcer cette hypothèse, déjà envisagée pour expliquer l’existence de ces structures rayonnantes. L’étude, publiée dans The Astrophysical Journal le 14 mai 2020 et repérée par LiveScience, est consultable dans une version prépubliée sur arXiv.

Les bulles de Fermi ont été découvertes en 2010. Ce sont de grandes bulles de gaz, qui ont été nommées en référence au Fermi Gamma-ray Space Telescope, le télescope spatial qui a permis de les découvrir. Ces structures invisibles peuvent être étudiées grâce aux rayons gamma, aux rayons X ou aux ondes radio. Les bulles s’étendent au-dessus et en dessous du centre galactique, formant une sorte de « 8 ». « Bien que les bulles de Fermi soient connues depuis plusieurs années, leur mécanisme d’émission et leur origine physique ne sont toujours pas clairs », soulignent les auteurs de l’étude.

Les bulles de Fermi au-dessus et en-dessous du disque galactique. // Source : Flickr/NASA Goddard Space Flight Center

Une activité récente du trou noir central de la Voie lactée ?

Les scientifiques travaillent sur un scénario de formation de ces bulles, dans lequel elles devraient leur naissance à des jets émis par Sagittarius A* (Sgr A*), le trou noir supermassif situé au cœur de la Voie lactée. « Il est naturel d’associer les bulles de Fermi aux activités récentes du trou noir supermassif Sgr A* situé au centre galactique », notent-ils. D’après les simulations des chercheurs, destinées à explorer cette hypothèse, les bulles de Fermi auraient pu se former il y a entre 5 et 6 millions d’années.

À cette époque, le trou noir supermassif central de la Voie lactée aurait projeté d’imposants jets de matière, dans des directions opposées. Ces jets auraient pu créer deux ondes de choc, émises de chaque côté du centre galactique. Ces ondes auraient comprimé le gaz, formant d’étranges structures en forme de sablier, étendues dans l’espace sur des milliers d’années-lumière. Dans ce scénario, la formation des bulles de Fermi aurait pris environ un million d’années.

« Notre modèle de choc explique simultanément les origines des bulles de Fermi et la structure biconique des rayons X près du centre galactique », concluent les auteurs de l’étude. Ils ajoutent que de plus amples observations et études sur le mécanisme d’accélération de ces ondes de choc sont encore nécessaires, pour mieux comprendre ce qui a pu se passer.

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