L'« explosion » d'un trou noir s'étend sur 300 000 années-lumière
Une équipe de chercheurs, parmi lesquels des astronomes de l’UNIGE, a découvert que l’énergie transportée par les vents générés par les trous noirs supermassifs est environ 100 fois supérieure aux estimations observationnelles précédentes. Fait remarquable, ces vents transportent cette énergie sur des distances d’environ 300 000 années-lumière, s’étendant bien au-delà de la galaxie centrale. Cette découverte, publiée dans Nature Astronomy, démontre que ces vents explosifs ont un impact sur de vastes étendues de l'espace.
Schéma de la structure hiérarchique de l'Univers, depuis un amas de galaxies jusqu'à une galaxie individuelle et au trou noir supermassif situé en son centre. Bien qu'un trou noir soit plus de 100 millions de fois plus petit que le rayon de sa galaxie hôte, il joue un rôle crucial dans la région centrale de celle-ci (crédit : Yamada et al.).
« Les trous noirs sont surtout connus pour aspirer de la matière, mais ils éjectent également du gaz sous forme de vents puissants », explique le Dr Satoshi Yamada, auteur principal de l’article. « On pensait que ces vents restaient confinés au sein de la galaxie, mais notre étude a révélé que leur force est infiniment plus puissante qu’on ne le croyait auparavant. »
Le Dr Satoshi Yamada (Université de Tohoku et UNIGE), le professeur Claudio Ricci (UNIGE) et leurs collaborateurs ont utilisé le satellite d’astronomie à rayons X XRISM pour observer l’activité du quasar H1821+643, situé dans la constellation du Dragon, à environ 3,4 milliards d’années-lumière de la Terre. Les quasars sont des objets extrêmement lumineux alimentés par des trous noirs supermassifs qui consomment activement du gaz.
Ce trou noir en pleine expansion est situé au centre de l’amas de galaxies, où il génère des turbulences dans le gaz chaud environnant qui émet des rayons X. Les chercheurs ont déterminé avec précision les mouvements du gaz en analysant les raies d’émission des ions de fer.
« Cette avancée a été rendue possible grâce à la capacité sans précédent de XRISM à mesurer les mouvements du gaz chaud émettant des rayons X », explique Claudio Ricci. « Cela nous a permis d’observer en détail la turbulence autour du trou noir. » Les observations de haute précision réalisées par XRISM ont révélé que le gaz à haute température entourant le trou noir ne reste pas statique, mais se disperse violemment sur une vaste zone en raison de la turbulence.
« Le flux de gaz s’étend au-delà de la galaxie hôte, atteignant des distances d’environ 300 000 années-lumière », explique Ricci. « La quantité d’énergie impliquée dans cette turbulence est environ 100 fois supérieure aux estimations observationnelles précédentes et équivaut à plusieurs milliards d’explosions de supernovas – ces explosions qui se produisent lorsque les étoiles arrivent en fin de vie. »
« Pour la première fois, nous avons démontré que les trous noirs influencent l’environnement cosmique au sens large par le biais d’une onde de choc d’une puissance étonnante », ajoute Yamada. « Les trous noirs sont des moteurs essentiels des flux et des mouvements de gaz dans l’espace, transportant d’énormes quantités d’énergie vers différentes régions du cosmos. »
Les futures observations menées avec XRISM et les missions de rayons X de nouvelle génération devraient permettre de mieux comprendre comment les trous noirs influencent leur environnement à plus grande échelle, et ainsi faire progresser notre compréhension de l’évolution des galaxies et de l’Univers.
Lien vers l’article dans Nature Astronomy
28 juil. 2026