De puissants jets de particules, d'une longueur totale de 1.000 années lumières émis par un trou noir, ont été observés

Ce trou noir s'est formé après la mort d'une unique étoile massive, selon une étude publiée mercredi par la revue scientifique Nature.

"Cet objet, aussi appelé microquasar, souffle une large bulle de gaz chauds, de 1.000 années lumières de diamètre", relève l'Observatoire européen austral ( ESO).

Les trous noirs sont connus pour éjecter une quantité prodigieuse d'énergie. On supposait que la majorité de l'énergie sortait sous forme de radiations et principalement en rayons X. Mais cette découverte montre que certains trous noirs peuvent émettre au moins autant d'énergie et peut être plus encore sous forme de jets directifs de particules à grande vitesse. Et quand ces deux jets de matière émis en directions opposées par ce microquasar "entrent en contact avec le gaz du milieu interstellaire, ils déclenchent une onde de choc qui provoque un échauffement et accélère l'expansion de la bulle", précise Manfred W. Pakull, directeur de recherche au CNRS. La bulle qu'il a observé est deux fois plus grande et des dizaines de fois plus puissante que les autres microquasars connus. Elle est en expansion depuis au moins 200.000 ans et enfle à la vitesse de près d'un million de kilomètre par heure.

Cette découverte va aider les astronomes à comprendre les similitudes entre les petits trous noirs nés de l'explosion des étoiles et les trous noirs super massifs situés au centre des galaxies. Cela suggère aussi qu'un bon nombre de microquasar n'a tout simplement pas été détecté jusqu'à présent.

Manfred W. Pakull et Christian Motch de l'Observatoire astronomique de Strasbourg et leur collègue de l'University College de Londres, Roberto Soria, ont découvert que ce microquasar est à 12 millions d'années lumières de la Terre. Cette observation a été possible grâce au Very Large Telescope (VLT) de l'ESO au Chili et au téléscope spatial Chandra X-Ray de la Nasa. Depuis le 23 janvier 1999, l'observatoire Chandra X-ray est le vaisseau amiral de la NASA dans l'étude des rayons X. Il fait désormais partie de la flotte des "Grands Obervatoires" mondiaux.

Une version miniature des quasars plus puissants
"Ce trou noir n'a que quelques masses solaires, mais c'est une version miniature des quasars et radio galaxies les plus puissants, qui contiennent des trous noirs ayant des millions de fois la masse du Soleil", explique Manfred Pakull, principal auteur de l'étude. "La longueur des jets dans NGC 7793 (nom de la galaxie où ces jets ont été observés, ndlr) est surprenante comparée à la taille du trou noir qui les émet", précise Roberto Soria, coauteur de l'article. En effet, les astronomes n'ont pas encore de moyens pour mesurer la taille du trou noir lui-même. Le plus petit trou noir découvert jusqu'à présent a un rayon de 15 km. Un trou noir stellaire d'environ 10 masses solaires a un rayon de 30 km, alors que le rayon d'un "gros" trou noir stellaire peut atteindre les 300 km. Ce qui reste beaucoup plus petit que les jets qui s'étendent sur plusieurs centaines d'années lumières de chaque côté de celui-ci, soit environ plusieurs milliers de millions de millions de kilomètres... Nous sommes donc à l'abri.

INTERVIEW
Manfred W. Pakull, directeur de recherche au CNRS depuis 18 ans
"En comparaison, une centrale nucléaire actuelle est 100 fois moins efficace que ces jets"

AHL : Quelles sont les principales implications de votre découverte ?
Manfred W. Pakull : C'est une avancée dans le processus d'accrétion, un sujet d'une importance majeure en astronomie contemporaine. Ce processus transforme l'énergie potentielle en radiation (lumière, chaleur, énergie, ndlr). Dans le processus d'accrétion, 10% de la masse est transformée en énergie (E = mc2, l'énergie est égale à la masse multipliée par la vitesse de la lumière au carré, ndlr). C'est extrêmement efficace. C'est énorme. En comparaison, une centrale nucléaire actuelle est environ 100 fois moins efficace que le processus d'accrétion observé, et dans le cas du Soleil, seulement 0,7% de sa masse est transformé en énergie. Mais nous avons vu qu'ici la masse est surtout transformée en énergie cinétique, ce qui accélère l'expansion de la bulle qui est d'un million de kilomètre par heure. Mais on ne sait pas pourquoi l'énergie est transformée en énergie cinétique.

AHL : A quoi ressemble un trou noir ?
Manfred W. Pakull : A un patineur sur glace en rotation. Sa taille, le placement de ses bras modifient sa vitesse de rotation. Un trou noir n'est qu'une masse, une charge et en rotation, rapide ou pas. Et c'est peut-être cette rotation qui est la source de la formidable puissance des jets de particules observés. Mais on ne sait pas vraiment d'où provient cette puissance...

Mots-clés
Trou noir : objet théorique extrêmement dense exerçant une attraction si forte qu'il n'émet aucun rayonnement.
Quasar : astre d'apparence stellaire, source d'ondes hertziennes dont l'émission est supérieure à celle d'une galaxie. "Parmi les galaxies, les quasars sont les plus puissants émetteurs de rayonnement", H. Reeves.
Microquasar : les microquasars sont des couples d'étoiles composés d'un objet compact (étoile à neutrons ou trou noir) orbitant autour d'une étoile compagnon. Ces systèmes binaires sont également le siège de jets de matière très énergétiques, propulsés à des vitesses proches de celles de la lumière.
VLT : "Very Large Telescope"
1 année lumière (AL) = 9.400 milliards de km
Radiogalaxie : galaxie accompagnée d'un objet céleste émetteur d'ondes radioélectriques.

>> Le communiqué du CNRS Le communiqué de l'Observatoire Européen Austral