Une équipe d’astronomes a réussi à calculer la vitesse de rotation d’un trou noir supermassif lointain grâce à la chance de l’objet de rencontrer un étoile, qu’il a rapidement détruite.
Tous les trous noirs ont un spin qu’ils développent grâce à leurs interactions avec d’autres matières dans l’espace. Lorsque les trous noirs se développent en accrétant de la matière, ils peuvent tourner à des vitesses plus élevées ; lorsqu’ils se développent grâce à des fusions avec d’autres objets massifs, ils ont tendance à ralentir. Dans ses travaux récents, l’équipe a réussi à déduire la rotation d’un trou noir supermassif en mesurant l’oscillation de son disque d’accrétion après la perturbation d’une étoile - un Mot poli pour déchiré par l’objet géant . Ils ont découvert que la rotation du trou noir était inférieure à 25 % de la vitesse de la lumière, soit une vitesse lente , du moins pour un trou noir. Les recherches de l’équipe ont été publié aujourd’hui dans la nature.
« La rotation d’un trou noir est liée à son évolution. Par exemple, un trou noir qui s’est développé par accumulation constante de gaz au-dessus de la planète. des milliards d’années ont tendance à tourner à grande vitesse, tandis qu’un trou noir qui s’est développé par fusion avec d’autres trous noirs devrait tourner lentement », a déclaré Dheeraj Pasham, astronome au MIT et auteur principal du nouveau document, dans un e-mail adressé à Gizmodo.
Trous noirs sont des régions de l’espace-temps avec des champs gravitationnels si intenses que même la lumière ne peut leur échapper au-delà d’un certain point, appelé horizon des événements. Mais les trous noirs attirent également beaucoup de matière dans leur voisinage, ce qui est brillant, permettant chercheurs pour étudier la physique de ces géants ténébreux. Le matériau, un assemblage de débris rocheux, de poussière et de gaz, est celui du trou noir. disque d’accrétion, et sa lueur brillante est ce qui permet au télescope Event Horizon de imager directement les ombres des trous noirs.
« Il existe d’autres modes dans lesquels les trous noirs supermassifs – et donc leurs galaxies hôtes – peuvent se développer au fil du temps, et chaque mode a un prédiction de la distribution du spin », a ajouté Pasham. « Ainsi, si nous pouvons mesurer la perturbation du spin des trous noirs supermassifs, nous pouvons contraindre la façon dont ils (et leurs galaxies hôtes) ont grandi au fil du temps cosmique.
Parfois, des étoiles malheureuses qui passent trop près d’un trou noir sont prises au piège par sa force de marée et sont mises en pièces. une étoile peut être projetée dans l’espace tandis qu’une partie d’elle est étirée dans une quantité de matériau stellaire surchauffé qui devient une partie de l’étoile. disque d’accrétion d’un trou noir.
Le géant en rotation a été détecté en février 2020, lorsque l’installation transitoire de Zwicky a détecté un éclair de lumière provenant d’un objet situé à 1 milliard d’années-lumière. depuis la Terre. L’équipe a étudié la source de lumière, qu’elle pensait être un événement de perturbation des marées, pendant plus de 200 jours à l’aide des sondes de la NASA. Télescope NICER, qui observe le cosmos aux longueurs d’onde des rayons X.
Le groupe a découvert que les émissions de rayons X de la source atteignaient un maximum tous les 15 jours. lorsque le disque d’accrétion était directement aligné avec le télescope. En travaillant à rebours à partir de cette oscillation apparente du disque d’accrétion, l’équipe a considéré que la masse approximative du trou noir ainsi que celle de l’étoile dont il avait extrait de la matière. Ils sont arrivés à une estimation de la rotation. du trou noir lui-même.
Ce n’est pas la première fois que la rotation d’un trou noir est calculée ; en 2019, une équipe dont faisait partie Pasham trouvé un signal qu’ils étaient associés à un trou noir tournant à environ la moitié de la vitesse de la lumière. Cependant, comme Pasham l’a dit à Gizmodo, cette nature de ce signal « est toujours un mystère » alors que la nouvelle mesure correspond à la rotation du trou noir conformément aux théories pertinentes. un trou qui tourne à un quart de la vitesse de la lumière (167 654 156 milles par heure, ou 74 948 114 mètres par seconde) est encore très rapide selon nos termes humains simples, nous devons nous rappeler qu’il s’agit de certains des objets les plus extrêmes de l’univers.
Pasham a ajouté qu’un trou noir ne peut pas tourner à une vitesse supérieure à 94 % de la vitesse de la lumière, soit 630 379 631,62 mph (281 804 910,52 m/s), comme Kip Thorne calculé en 1974. Ce maximum est dû à la quantité de couple sur le trou noir généré par le rayonnement émis par le disque d’accrétion et avalé par le trou noir. Le MIT a également produit une vidéo utile pour guider les gens à travers les nouvelles découvertes, que vous pouvez regarder ci-dessous :
Les éclairs de rayons X provenant d’objets éloignés dans l’espace sont souvent le signe de trous noirs allant jusqu’à leurs manigances habituelles. En 2021, un L’équipe, y compris Pasham, a déterminé qu’un objet étrange dans l’espace connu sous le nom de « la vache » aurait pu être un trou noir en naissance; en 2022, un autre éclair provenant d’un objet à8,5 milliards d’années-lumière s’est avéré être l’événement de perturbation de marée le plus éloigné jamais observé, et qui a vu son trou noir projeter un jet de matière surchauffée directement sur Terre.
L’équipe continuera à cataloguer les événements de perturbations de marée, dans le but de déterminer la distribution de spin des trous noirs supermassifs. L’arc vers Comprendre l’univers des trous noirs est long, mais déchiffrer leur physique pourrait nous aider à percer certains des plus grands mystères de l’univers.
Une version de cet article paru à l’origine sur Gizmodo.
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