Thomas Dalton
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La lumière s'échappant d'un trou noir peut "boomerang" son chemin vers la liberté, de nouvelles images radiographiques révèlent.
Les chercheurs ont découvert ce comportement étrange en examinant les observations aux rayons X d'archives d'un trou noir environ 10 fois plus massif que notre soleil. Situé à environ 17 000 années-lumière de la Terre, le trou noir siphonne le matériau d'une étoile partenaire; ensemble, le trou noir et l'étoile sont connus sous le nom de XTE J1550-564.
Les choses peuvent devenir assez bizarres autour d'un trou noir. Ces objets cosmiques d'une densité exceptionnelle exercent une attraction gravitationnelle si puissante que même la lumière ne peut résister à leur attraction. Et les scientifiques ont récemment découvert que la lumière se comporte encore plus étrangement autour d'un trou noir qu'on ne le pensait autrefois. La lumière dans le disque d'accrétion d'un trou noir - un nuage de poussière et de gaz en spirale et aplati qui entoure les bords d'un trou noir - peut parfois s'échapper dans l'espace. Mais la lumière partant du trou noir XTE J1550-564 n'a pas suivi le chemin prévisible. Au lieu de s'échapper directement du disque, la lumière a plutôt été tirée vers le trou noir, puis réfléchie sur le disque et loin du trou noir "comme un boomerang", ont rapporté des chercheurs dans une nouvelle étude..
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Ils ont modélisé le disque d'accrétion du trou noir et sa couronne - une zone de gaz de densité inférieure très proche du trou noir - en utilisant les données capturées par le Rossi X-ray Timing Explorer, une mission satellite de la NASA aujourd'hui disparue qui a étudié les trous noirs, les étoiles à neutrons. et d'autres objets émettant des rayons X entre 1995 et 2012.
"En règle générale, ce que nous étudions, c'est la lumière qui provient de ce gaz" - la couronne - "et elle rebondit sur ce disque qui tourne en spirale vers le trou noir", a déclaré l'auteur principal de l'étude Riley Connors, chercheur postdoctoral en physique au California Institute of Technology's Cahill Center for Astronomy and Astrophysics à Pasadena, Californie.
Normalement, l'équipe étudie la lumière "provenant de cette couronne et frappant le disque, rebondissant, puis arrivant à nos télescopes. C'est quelque chose que nous étudions depuis longtemps", a déclaré Connors. .
Cette fois, cependant, une partie de la lumière rebondissant sur le disque du trou noir semblait provenir du disque lui-même plutôt que de la couronne; il a ensuite été ramené vers le trou noir avant de rebondir.
"Ce que nous avons trouvé, qui a été prédit dans les années 1970, c'est que vous pouviez voir la lumière provenant du disque repliée sur lui-même", a déclaré Connors.
La lumière provenant de différentes régions autour du trou noir a des signatures de rayons X distinctives qui indiquent aux scientifiques d'où provient la lumière. Lorsque les auteurs de l'étude ont regardé les données pour XTE J1550-564, ils ont vu la lumière qui était réfléchie par le trou noir mais avait des «empreintes digitales» d'émission qui ne correspondaient pas tout à fait à celles de la lumière provenant de la couronne, a déclaré Connors. Les chercheurs se sont ensuite tournés vers des modèles informatiques pour expliquer l'anomalie.
Donner une nouvelle tournure aux trous noirs
Cette découverte pourrait aider les scientifiques à confirmer d'autres aspects insaisissables des trous noirs, comme la vitesse à laquelle ils tournent. Les chercheurs comprennent déjà comment se comporte un disque d'accrétion autour d'un trou noir. En ajoutant cette lumière boomerang à leurs modèles informatiques, les astrophysiciens peuvent ensuite calculer la vitesse de rotation d'un trou noir en fonction de la quantité de lumière qui se plie et rebondit, a expliqué Connors..
«C'est peut-être un moyen plus fiable pour nous de mesurer à quelle vitesse les trous noirs tournent», a-t-il déclaré. '"
Bien que ce phénomène n'ait été documenté à ce jour que dans le système XTE J1550-564, ce n'est probablement pas le seul trou noir où la lumière réalise ces exploits gymniques inhabituels, a déclaré Connors..
"Nous commençons à examiner les données d'autres trous noirs; nous avons des données provenant de plusieurs satellites à rayons X pour des dizaines de ces systèmes dans notre propre galaxie", a-t-il déclaré. "Nous pensons que nous devrions voir cela dans de nombreuses autres sources."
Les résultats ont été publiés en ligne le 20 mars dans The Astrophysical Journal.
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Publié à l'origine le .
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