Le «rythme cardiaque» bizarre d’un trou noir oblige les astronomes à reconsidérer comment ces poids lourds cosmiques se comportent.
Les observations de l’IGR J17091-3624 – un trou noir dans un système binaire à environ 28 000 années-lumière de la Terre – ont été prises en utilisant l’explorateur de polamétrie à rayons X d’imagerie de la NASA (IXPE). Surnommé le trou noir « rythme cardiaque » pour ses impulsions rythmiques dramatiques dans la luminosité, l’objet se nourrit de la matière volée à une étoile complémentaire. Les impulsions du trou noir sont le résultat de fluctuations dans le plasma surchauffé tourbillonnant autour de lui (également connu sous le nom de disque d’accrétion) et la région intérieure appelée corona, qui peut atteindre des températures extrêmes et rayonner des rayons X incroyablement lumineux.
IXPE a mesuré la polarisation – la direction des rayons X du trou noir – pour déterminer l’alignement de ses vibrations. La sonde spatiale a enregistré un degré de polarisation surprenant de 9,1%, qui est beaucoup plus élevé que les modèles théoriques prévus, selon un communiqué de la NASA.
L’étude du diplôme de polarisation offre un aperçu de la géométrie du trou noir et du mouvement de la matière à proximité. En règle générale, de telles lectures élevées suggèrent que la couronne est vue presque vers le bord, où sa structure semble fortement commandée. Cependant, d’autres observations de l’IGR J17091-3624 ne semblent pas correspondre à cette image, laissant aux scientifiques une contradiction déroutante.
Les astronomes ont testé deux modèles différents pour aider à expliquer les observations récentes de l’IGR J17091-3624. On postule que des vents puissants sont lancés à partir du disque d’accrétion, diffusant des rayons X dans un état plus polarisé même sans perspective de bord. L’autre suggère que la couronne elle-même se déplace vers l’extérieur à des vitesses extraordinaires, provoquant des effets relativistes qui amplifient la polarisation. Les simulations des deux scénarios reproduisent les résultats IXPE, mais chaque modèle remet en question les hypothèses de longue date sur les environnements de trou noir.
« Ces vents sont l’une des pièces manquantes les plus critiques pour comprendre la croissance de tous les types de trous noirs », a déclaré Maxime Parra, co-auteur de l’étude de l’Université d’Ehime à Matsuyama, au Japon, dans le communiqué. « Les astronomes pourraient s’attendre à ce que les observations futures donnent des mesures de degré de polarisation encore plus surprenantes. »
Leurs résultats ont été publiés le 27 mai dans la revue Monthly Avis de la Royal Astronomical Society.
