Le monstre trou noir se cachant au centre du Galaxy M87 est une bête absolue. C’est l’un des plus grands de notre voisinage et a été la première cible idéale pour le télescope Horizon Event. Les scientifiques ont examiné le trou noir supermassif à l’aide de ces images de télescope Horizon d’événements emblématiques et ont maintenant compris à quelle vitesse ce monstre tourne et la quantité de matériel qu’il dévore.
Les résultats sont assez époustouflants. Ce trou noir, qui pèse 6,5 milliards de fois la masse de notre soleil, tourne à environ 80% de la vitesse maximale théorique possible dans l’univers. Pour mettre cela en perspective, le bord intérieur de son disque d’accrétion se détache à environ 14% de la vitesse de la lumière – soit environ 42 millions de mètres par seconde.
L’équipe l’a compris en étudiant le « point lumineux » dans les images d’origine du trou noir. Cette lueur asymétrique n’est pas seulement là pour le spectacle – elle est causée par quelque chose appelé doppler relativiste rayonnant. Le matériau d’un côté du disque se déplace vers nous si rapidement qu’il semble beaucoup plus brillant que le matériau s’éloignant de nous. En mesurant cette différence de luminosité, les scientifiques pouvaient calculer la vitesse de rotation.
Mais c’est là que ça devient vraiment intéressant. Les chercheurs ont également regardé les modèles de champ magnétique autour du trou noir, qui agissent comme une feuille de route pour la façon dont le matériau s’enfonce vers l’intérieur. Ils ont découvert que la matière tombait dans le trou noir à environ 70 millions de mètres par seconde – environ 23% de la vitesse de la lumière.
En utilisant ces mesures, ils ont estimé que le trou noir de M87 consomme entre 0,00004 et 0,4 masses solaires de matériel chaque année. Cela peut sembler beaucoup, mais c’est en fait assez modeste pour un trou noir aussi massif – il fonctionne bien en dessous de ce que les scientifiques appellent la « limite d’Eddington », ce qui signifie qu’il est dans une phase relativement silencieuse.
Peut-être plus important encore, l’énergie de tout ce matériau en chute semble correspondre parfaitement à la puissance du célèbre jet de M87 – ce faisceau spectaculaire de particules tirant à une vitesse proche qui s’étend pour des milliers d’années-lumière. Cela soutient l’idée que ces jets puissants sont en effet alimentés par le processus d’alimentation du trou noir.
L’étude représente un pas en avant majeur dans la compréhension du fonctionnement des trous noirs supermassifs. Alors que les estimations précédentes du spin de M87 variaient de 0,1 à 0,98, cette nouvelle méthode suggère qu’il est définitivement à la hauteur – au moins 0,8 et peut-être beaucoup plus proche du maximum théorique de 0,998.
Alors que nous nous préparons pour des télescopes et des techniques d’imagerie encore plus puissants, le trou noir de M87 restera probablement un laboratoire cosmique pour tester notre compréhension de la gravité, de l’espace-temps et de la physique la plus extrême de l’univers. Chaque nouvelle mesure nous rapproche de répondre à des questions fondamentales sur la façon dont ces monstres cosmiques façonnent des galaxies entières et peut-être même comment elles influenceront le sort ultime du cosmos lui-même.
Le version originale de cet article a été publié sur Univers aujourd’hui.
