Du ciel et de la terre

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NGC 4051 Credits image: George Seitz/Adam Block/NOAO/AURA/NSF

Plan large : 2120 x 1464 pixels

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Une équipe internationale d’astronomes, dirigée par Yair Krongold Herrera, Instituto de Astronomia, Universidad Nacional Autonoma Da Mexiquo, vient de publier une étude consacrée au trou noir central de la galaxie NGC 4051, dans la revue the Astrophysical Journal du 20 avril 2007.

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NGC 4051 est une galaxie spirale située dans la constellation de la Grande Ourse. Membre important de l’amas local Grande Ourse Sud, c’est aussi une galaxie de type Seyfert, autrement dit elle possède un AGN, un noyau galactique actif.

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L’équipe de Krongold a utilisé les enregistrements réalisés par le satellite rayons X, XMM Newton de l’Agence Spatiale Européenne pour scruter le trou noir central de NGC 4051, estimé à 2 millions de masses solaires.

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Contrairement, à ce que l’on croit souvent, les trous noirs ne font pas qu’absorber aveuglément la matière. L’horizon d’événement d’un trou noir, est la ligne théorique à partir de laquelle tout objet est impitoyablement happé. Tout autour, la matière entraînée par la gravité du trou noir s’amasse dans un disque d’accrétion. Surchauffée, une partie de ce matériel s’échappe selon deux axes situés de part et d’autre du trou noir. De nombreuses observations précédentes ont pu déterminer la vitesse d’échappement de ces jets, de l’ordre de 1000 à 2000 km/seconde.

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Les nouveaux travaux présentent des mesures bien plus précises que celles obtenues précédemment. Tout d’abord, les jets de particules prennent naissance bien plus près de l’horizon d’événement que les astronomes précédents ne l’avaient cru : une distance correspondant environ à 5 fois l’orbite moyenne de Neptune autour du Soleil. De même, ajoute Fabrizio Nicastro, Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, environ 2 à 5 % de la masse totale du disque d’accrétion s’échappe dans l’espace.

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Cette dernière mesure est capitale dans l’optique de la compréhension de la genèse de l’Univers. Les premières étoiles, juste après le Big Bang, n’étaient composées que d’hydrogène et d’hélium. Ce sont elles qui ont synthétisé les premiers éléments lourds comme le carbone. Ils se sont ensuite répandus dans l’espace avant de s’assimiler aux générations d’étoiles suivantes et ainsi de suite.

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Pour Martin Elvis, lui aussi membre du Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, une des grandes questions de la cosmologie concerne l’influence des trous noirs sur leur environnement. L’espace contient un grand nombre de quasars, bien plus puissants que le trou noir central de NGC 4051. Ils pulvérisent dans l’espace intergalactique le matériel lourd issu de leurs extraordinaires jets de particules.

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Depuis longtemps les astronomes observent la présence d’éléments lourds dans l’espace profond, semblant émaner de toutes les directions. Cette présence peut donc s’expliquer aisément par les éjections lointaines des quasars qui enrichissent l’univers en matériaux neufs. Assimilés dans les nuages cosmiques de gaz intergalactiques, ils contribuent à la création des nouvelles générations d’étoiles.

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Or le pourcentage de matière libérée lors des observations par les jets de particules du trou noir de NGC 4051 est beaucoup plus faible que prévu. Si les quasars ne fournissent pas la quantité de matière lourde observée, il faudra donc rechercher une autre source possible. Peut-être provient-elle des galaxies très lointaines découvertes assez récemment et très mystérieuses. Elles ont été dénommées Ultra Luminous Infra Red Galaxies.

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Toujours est-il que des observations utilisant les mêmes techniques que celles mises en oeuvre grace au télescope spatial XMM Newton vont être déployées sur une galaxie active plus puissante. Si le pourcentage de matière libérée augmente, la théorie sera confirmée, sinon la recherche de nouvelles sources s’avèrera nécessaire.

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Sources principales :

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Harvard Smithsonian Center for Astrophysics

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ESA Space Science

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