Les trous noirs de masse stellaire, entre 7 et 25 fois la masse du Soleil, sont appelés «micro-quasars» lorsqu'ils génèrent de puissants jets de particules et de radiations, des versions miniatures de celles vues dans les quasars. Les trous noirs de masse stellaire sont à la petite extrémité de l'échelle en face des trous noirs supermassifs, y compris ceux des quasars, qui pèsent des millions à des milliards de fois la masse du Soleil.
Les jets de micro-quasars peuvent faire partie d'une arme secrète pour garder leurs petites figures, selon de nouvelles recherches.
L’Observatoire de rayons X Chandra de la NASA a repéré pour la première fois l’interaction avec un célèbre micro-quasar à environ 40000 années-lumière de la constellation de l’Aquila. Ce système, GRS 1915 + 105 (GRS 1915 pour faire court), contient un trou noir d'environ 14 fois la masse du Soleil qui se nourrit de la matière d'une étoile compagne à proximité. Alors que le matériau tourbillonne vers le trou noir, un disque d'accrétion se forme.
Deux astronomes de Harvard révèlent un bras de fer récemment découvert entre les jets et les vents chauds du matériau en spirale vers le trou noir dans ce qu'on appelle un «disque d'accrétion». Les jets et le vent chaud éjectent de la matière du ruisseau qui, autrement, aiderait à faire grossir le trou noir.
Chandra, avec son spectrographe, a observé le GRS 1915 onze fois depuis son lancement en 1999. Ces études révèlent que le jet du GRS 1915 peut être périodiquement obstrué lorsqu'un vent chaud, vu aux rayons X, est chassé du disque d'accrétion autour le trou noir. Le vent est censé arrêter le jet en le privant de matière qui l'aurait autrement alimenté. Inversement, une fois le vent tombé, le jet peut réapparaître.
Le taux d'accrétion change, mais en raison de l'interaction, le taux de sortie reste constant.
«Le trou noir semble être en mesure de contrôler la quantité de matière consommée ou non à un moment donné», a déclaré l'auteur principal Joseph Neilsen, doctorant à Harvard.
L'autorégulation est un sujet commun lorsque l'on discute des trous noirs supermassifs, mais c'est la première preuve claire de cela dans les trous noirs de masse stellaire.
Neilsen dit qu'il est difficile de résister à l'attribution d'une volonté au comportement du trou noir: "Lorsque vous parlez de réglementation, cela implique une sorte de maîtrise de soi", a-t-il déclaré. «Nous pouvons voir que cela se produit, mais on ne sait certainement pas pourquoi. Pour l'instant, nous l'attribuons simplement à quelque désir du trou noir. »
Bien que les micro-quasars et les quasars diffèrent en masse par des facteurs de millions, ils devraient montrer une similitude de comportement lorsque leurs échelles physiques très différentes sont prises en compte.
L'échelle de temps pour les changements de comportement d'un trou noir doit varier proportionnellement à la masse. Par exemple, une échelle de temps d'une heure pour les changements dans GRS 1915 correspondrait à environ 10 000 ans pour un trou noir supermassif qui pèse un milliard de fois la masse du Soleil.
"Nous ne pouvons pas espérer explorer à ce niveau de détail dans un seul système de trou noir supermassif", a déclaré la co-auteur Julia Lee, une astronome de Harvard. "Donc, nous pouvons en apprendre énormément sur les trous noirs en étudiant simplement les trous noirs de masse stellaire comme celui-ci."
Les nouveaux résultats paraissent dans le numéro du 26 mars de la revueLa nature.
À PROPOS DE L'IMAGE DE PLOMB: L'image optique et infrarouge du Digitized Sky Survey montre le champ encombré autour de GRS 1915, situé près du plan de notre Galaxie. L'encart montre un gros plan de l'image Chandra du GRS 1915, l'une des sources de rayons X les plus brillantes de la galaxie de la Voie lactée. Crédits: X-ray: NASA / CXC / Harvard / J. Neilsen et al. Optique: Palomar DSS2. Une vidéo zoom est disponible ici.
Sources: NASA, étude Nature et entretien avec Joseph Neilsen
