Vous vous souvenez de cette première image emblématique d’un trou noir ? C’était M87*, le trou noir supermassif au cœur de la galaxie Messier 87. Maintenant, des scientifiques ont examiné de plus près ces images capturées par le télescope Event Horizon et ont percé deux grands secrets sur cette bête cosmique : sa vitesse de rotation exacte et la quantité de matière qu’il dévore. Ces nouvelles mesures sont époustouflantes et nous apprennent beaucoup sur le fonctionnement de ces objets extrêmes.
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Quelle est la vitesse de rotation de ce trou noir ?
Imaginez quelque chose tournant à 80 % de la vitesse la plus rapide possible dans l’univers. C’est environ la vitesse terrifiante de rotation de M87* ! Ce trou noir est colossal, pesant l’équivalent de 6,5 milliards de soleils combinés, et il tourne incroyablement vite. Pour vous donner une idée de l’échelle, le bord de la matière chaude et tourbillonnante juste à l’extérieur du trou noir – ce que les astronomes appellent le « disque d’accrétion » – file à environ 14 % de la vitesse de la lumière. C’est plus de 42 millions de mètres par seconde !
Les scientifiques ont compris cela en étudiant le « point brillant » sur la célèbre image du trou noir. Cette lueur inégale n’est pas aléatoire ; elle est due à un phénomène où la matière tourbillonnant vers nous semble beaucoup plus brillante que la matière s’éloignant de nous. En mesurant cette différence de luminosité, ils ont pu calculer la vitesse à laquelle la puissante gravité du trou noir entraîne tout autour de lui.
Image détaillée du trou noir supermassif au centre de la galaxie M87, montrant son ombre et un anneau de lumière brillant.
Quelle quantité dévore M87* ?
Mesurer la quantité de matière qu’un trou noir consomme n’est pas facile, mais en observant les motifs des champs magnétiques tourbillonnant autour de M87*, les scientifiques ont pu suivre le flux de matière. Ils ont découvert que cette matière tombe dans le trou noir à environ 70 millions de mètres par seconde, ce qui représente environ 23 % de la vitesse de la lumière !
Basé sur cette vitesse d’afflux, ils ont estimé que M87* consomme une quantité de matière relativement modeste chaque année : entre 0,00004 et 0,4 fois la masse de notre Soleil entier. Bien que cela semble énorme, pour un trou noir aussi massif, c’est en fait un rythme assez lent. Les scientifiques appellent le taux d’alimentation maximal théorique la « limite d’Eddington », et M87* opère bien en dessous – ce qui signifie qu’il est dans une phase relativement calme, peut-être même de ‘grignotage’, plutôt qu’une frénésie alimentaire complète.
Lien entre la rotation, l’alimentation et le jet géant
L’une des caractéristiques les plus frappantes de la galaxie M87 n’est pas seulement le trou noir lui-même, mais le jet colossal de particules jaillissant de son noyau à une vitesse proche de celle de la lumière, s’étendant sur des milliers d’années-lumière. Les scientifiques ont longtemps soupçonné que ces jets puissants sont alimentés par l’énergie libérée lorsque le trou noir tourne et attire la matière.
Cette nouvelle recherche apporte un soutien solide à cette idée. Les calculs montrent que l’énergie générée par la matière tombant dans M87* correspond parfaitement à l’incroyable puissance nécessaire pour alimenter ce jet spectaculaire. C’est comme voir le moteur (la rotation et l’alimentation du trou noir) alimenter directement l’échappement (le jet géant). Cette connexion est cruciale pour comprendre comment les trous noirs supermassifs influencent les galaxies dans lesquelles ils résident. Comme nous l’avons récemment couvert, ces mesures confirment également une fois de plus la théorie de la relativité d’Einstein.
Image détaillée du trou noir supermassif au centre de la galaxie M87, montrant son ombre et un anneau de lumière brillant.
Pourquoi ces mesures sont-elles importantes ?
Les estimations précédentes de la rotation de M87* étaient très variées, allant de très lente à extrêmement rapide. Cette nouvelle méthode, basée sur la structure détaillée capturée par le télescope Event Horizon, détermine la rotation avec beaucoup plus de précision à un taux très élevé – au moins 80 % du maximum, et potentiellement encore plus rapide.
Comprendre les taux de rotation et d’alimentation de trous noirs comme M87* est essentiel pour comprendre comment ils se forment, grandissent et façonnent l’univers qui les entoure. Ils sont des laboratoires cosmiques pour tester la physique la plus extrême que nous connaissons. À mesure que nous obtiendrons des télescopes et des techniques encore meilleurs, les secrets de M87* continueront de nous aider à percer les mystères de la gravité, de l’espace-temps et de la manière dont ces objets incroyables influencent le destin de galaxies entières.
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