Animation d’artiste du trou noir au centre du réveil SDSS1335+0728 en temps réel, une première pour les astronomes.
En décembre 2019, les astronomes ont eu la surprise d’observer une galaxie longtemps silencieuse, située à 300 millions d’années-lumière, prendre soudainement vie, émettant de la lumière ultraviolette, optique et infrarouge dans l’espace. Loin de se calmer à nouveau, en février de cette année, la galaxie avait commencé à émettre des rayons X ; ça devient plus actif. Les astronomes pensent qu’il s’agit très probablement d’un noyau galactique actif (AGN), qui tire son énergie des trous noirs supermassifs situés au centre de la galaxie et/ou de la rotation du trou noir. C’est la conclusion d’un nouvel article accepté pour publication dans la revue Astronomy and Astrophysics, bien que les auteurs reconnaissent la possibilité qu’il puisse également s’agir d’une sorte d’événement rare de perturbation des marées (TDE).
L’éclaircissement de SDSS1335_0728 dans la constellation de la Vierge, après des décennies de quiétude, a été détecté pour la première fois par le télescope Zwicky Transient Facility. Son trou noir supermassif est estimé à environ 1 million de masses solaires. Pour mieux comprendre ce qui pourrait se passer, les auteurs ont passé au peigne fin les données d’archives et les ont combinées avec des données provenant de nouvelles observations provenant de divers instruments, notamment le X-shooter, qui fait partie du Very Large Telescope (VLT) dans le désert d’Atacama au Chili.
Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles une galaxie normalement calme peut soudainement s’éclairer, y compris les supernovae ou les TDE, dans lesquels une partie de la masse originale de l’étoile déchiquetée est violemment éjectée vers l’extérieur. Ceci, à son tour, peut former un disque d’accrétion autour du trou noir qui émet de puissants rayons X et de la lumière visible. Mais ces événements ne durent pas près de cinq ans – généralement pas plus de quelques centaines de jours.
Les auteurs ont donc conclu que la galaxie s’est réveillée et possède désormais un AGN. Découverte pour la première fois par Carl Seyfert en 1943, la lueur est le résultat de la poussière et du gaz froids entourant le trou noir, qui peuvent former des disques d’accrétion en orbite. Les forces gravitationnelles compriment la matière contenue dans le disque et la chauffent à des millions de degrés Kelvin, produisant un rayonnement sur tout le spectre électromagnétique.
Alternativement, l’activité pourrait être due à un TDE particulièrement long et faible – le plus long et le plus faible jamais détecté, si c’est le cas. Ou alors, il pourrait s’agir d’un phénomène entièrement nouveau. SDSS1335+0728 est donc une galaxie à surveiller. Les astronomes se préparent déjà à des observations de suivi avec l’explorateur spectroscopique multi-unités (MUSE) et le télescope extrêmement grand du VLT, entre autres, et peut-être même avec l’observatoire Vera Rubin, dont la mise en service est prévue l’été prochain. Son Large Synoptic Survey Telescope (LSST) sera capable d’imager en continu tout le ciel du sud, capturant potentiellement encore plus d’éveils de galaxies.
« Quelle que soit la nature des variations, [this galaxy] fournit des informations précieuses sur la façon dont les trous noirs se développent et évoluent », a déclaré la co-auteure Paula Sánchez Sáez, astronome à l’Observatoire européen austral en Allemagne. « Nous nous attendons à ce que des instruments comme [these] sera la clé pour comprendre [why the galaxy is brightening].»
Il existe également un trou noir supermassif au centre de notre galaxie, la Voie lactée (Sgr A*), mais il n’y a pas encore suffisamment de matière accumulée pour que les astronomes puissent capter tout rayonnement émis, même dans l’infrarouge. Ainsi, son noyau galactique est jugé inactif. Il a peut-être été actif dans le passé, et il est possible qu’il se réveille à nouveau dans quelques millions (voire milliards) d’années lorsque la Voie lactée fusionnera avec la galaxie d’Andromède et que leurs trous noirs supermassifs respectifs se combineront. Seul le temps nous le dira.
Astronomie et astrophysique, 2024. DOI : 10.1051/0004-6361/202347957 (À propos des DOI).
Image de la liste par ESO/M. Messager de Korn