Trou noir : un immense tourbillon de matière filmé par Hubble

Grâce à plus de 13 années d'images récoltées par le télescope Hubble, des scientifiques de la NASA ont pu assembler des films en time-lapse d'un jet de gaz de plus de 5.000 années-lumière de long éjecté par le trou noir au centre de la galaxie M87. Les vidéos fournissent aux astronomes une meilleure compréhension des trous noirs galactiques, parts intégrantes des galaxies massives et de leur évolution.
Les trous noirs sont connus pour absorber toute la matière et la lumière qui les entourent pour les concentrer en un point minuscule, sans espoir de ressortir de l'autre côté. Le jet observé n'est donc pas éjecté du trou noir, mais consiste en un disque d'accrétion qui encercle le trou noir, dirigeant la matière vers le centre, tel le tourbillon d'une baignoire qui se vide. Les trous noirs sont également entourés de champs magnétiques, qui entraineraient les gaz ionisés dans le tourbillon.
"Les trous noirs supermassifs sont des composants clés de toutes les grandes galaxies" explique Eileen T. Meyer, du Space Telescope Science Institute de Baltimore, auteur de l'étude publiée dans The Astrophysical Journal Letters. "On pense que la plupart de ces trous noirs traversent une phase très active, et ces jets de gaz en seraient le résultat. En les observant, on espère en apprendre plus sur les formations des galaxies et la physique des trous noirs en général".
Les vidéos d'Hubble révèlent pour la première fois que les jets de plasma se déplacent en spirale, ce qui renforce la thèse qu'ils sont guidés par des champs magnétiques. Bien qu'invisibles, leur présence est déduite par la relative étroitesse de la spirale. A plusieurs endroits du jet, les gaz semblent tourner autour d'une structure invisible, en zigzag ou en hélice.
La galaxie M87 se trouve au centre de l'amas de la Vierge, un amas d'environs 2000 galaxies situé à 50 millions d'années-lumière. Le monstrueux trou noir est des millions de fois plus massif que notre Soleil.
Les données de Hubble montrent également que des amas de gaz le long du jet semblent s'allumer et s'éteindre par intermittence. "Sa structure est très agglutinée. C'est peut-être un effet balistique, comme des boulets tirés de manière séquentielle d'un canon ?" propose la chercheuse. "Nous avons trouvé des choses rapides. D'autres lentes. D'autres encore fixes. Ce sont des milieux très dynamiques".
Il est trop tôt pour dire si tous les jets de matières des trous noirs se comportent de la même façon. "Il est toujours dangereux de se baser sur un seul exemple qui pourrait être une exception" explique la chercheuse. C'est pourquoi l'équipe prévoit d'en étudier trois autres.