Plusieurs blazars, des galaxies se distinguant par leur éclat, ont récemment été scrutés par une équipe internationale d’astronomes. Ces derniers ont identifié des fluctuations lumineuses atypiques, suggérant une interaction entre deux trous noirs supermassifs en orbite mutuelle. Cette interaction pourrait être à l’origine de la luminosité singulière des blazars.
Les galaxies les plus lumineuses de l’univers cachent peut-être un secret en leur cœur. Les blazars, une catégorie particulière de galaxies, ont récemment fait l’objet d’une étude approfondie. Une équipe de chercheurs a décidé de plonger plus profondément dans l’étude de ces entités célestes. Les observations ont révélé des fluctuations lumineuses atypiques, s’écartant des modèles conventionnels.
Après analyse, une hypothèse surprenante a émergé : ces variations pourraient être le résultat de l’interaction entre deux trous noirs supermassifs, tournant l’un autour de l’autre. Cela pourrait être la clé pour comprendre les émissions lumineuses singulières des blazars. Cette découverte, détaillée dans la revue The Astrophysical Journal, ouvre une nouvelle perspective sur la complexité des forces à l’œuvre au sein des blazars.
Qu’est-ce qu’un blazar ?
Faisons un rappel sur ce que sont les blazars et les quasars. Ils font partie des objets célestes les plus intrigants de l’Univers. Tandis qu’un quasar est essentiellement une galaxie qui abrite en son cœur un trou noir supermassif, engloutissant activement de la matière et émettant d’énormes quantités d’énergie, un blazar est une variante spécifique de quasar. La particularité des blazars réside dans leur orientation par rapport à la Terre.
Dans le cas d’un blazar, l’un de ses jets (qui sont en réalité d’intenses flux de plasma) est pointé directement vers notre planète. Le plasma, propulsé à des vitesses vertigineuses approchant celle de la lumière, est le résultat de processus énergétiques extrêmes se déroulant près du trou noir. Ce qui rend les blazars particulièrement captivants pour les astronomes est leur luminosité fluctuante. Contrairement à d’autres objets célestes, la lumière émise par un blazar peut varier considérablement en intensité, offrant un spectacle lumineux dynamique et soulevant des questions sur les mécanismes sous-jacents à ces variations.
Des trous noirs jumeaux en orbite
Sous la direction de Silke Britzen, astronome à l’Institut Max Planck d’astronomie radio en Allemagne, une collaboration internationale s’est penchée sur l’étude détaillée de 12 blazars spécifiques. Après une analyse approfondie, l’équipe a déduit que les variations lumineuses observées dans ces galaxies pourraient être le résultat d’interactions entre des paires de trous noirs supermassifs.
Ces géants cosmiques, dont la masse est stupéfiante — pouvant atteindre des milliards de fois celle du Soleil — soulèvent la question de leur formation et de leur croissance. Les résultats de cette étude pourraient offrir des pistes pour comprendre comment de tels objets parviennent à accumuler une masse aussi considérable.
La précession : la clé ?
La précession est un phénomène physique qui décrit le mouvement d’oscillation d’un objet en rotation, similaire à la manière dont une toupie vacille lorsqu’elle tourne. Dans le contexte des blazars, cette précession pourrait être la réponse à la question de la variabilité lumineuse observée. Lorsque la source d’un jet subit une précession, elle oscille, modifiant ainsi l’angle et la direction du jet émis. Cette modification directionnelle peut entraîner des variations dans la quantité de lumière et d’énergie que nous percevons depuis la Terre.
La présence de trous noirs jumeaux au cœur d’un blazar pourrait être le moteur de cette précession, selon le communiqué de l’équipe. Ces deux entités massives en orbite l’une autour de l’autre exercent des forces gravitationnelles mutuelles, pouvant induire une précession dans le jet émis par l’un des trous noirs. Le blazar OJ 287 sert d’exemple parfait pour illustrer ce phénomène. Observé pour sa luminosité fluctuante, il a été découvert que OJ 287 héberge deux trous noirs supermassifs. La précession de ces trous noirs, influencée par leur mouvement orbital mutuel, pourrait être la raison sous-jacente de la variabilité lumineuse distincte de ce blazar.
Implications pour les futures recherches
L’une des implications majeures de cette étude est que la courbure du jet pourrait être un signe révélateur de l’existence de trous noirs binaires au centre de ces galaxies. De plus, l’équipe a réussi à détecter des traces d’un mouvement de nutation de faible amplitude dans les courbes de lumière radio ainsi que dans la cinématique des composants du jet.
Elle a également appliqué le même modèle à d’autres blazars. Pour un échantillon de 12 AGN (Noyaux Actifs de Galaxies) importants, comme mentionné précédemment, leurs résultats démontrent comment la variabilité de la luminosité et de la courbure du jet peut effectivement s’expliquer par le pouvoir modulant de la précession.
Les auteurs ne remettent pas en question le fait que la physique sous-jacente et difficile à aborder du jet peut également être causée par des interactions internes dans le jet, expliquées par le modèle dit « de choc dans le jet », par des instabilités dans le faisceau du jet ou par reconnexion magnétique énergétique. Cependant, ils suggèrent que l’apparence de ces jets est fortement modulée et altérée par la précession des jets. Essentiellement, ces jets n’apparaîtraient pas aussi courbés et aussi brillants s’ils n’étaient pas renforcés par l’effet de précession, selon les chercheurs.
Les études approfondies sur les blazars et les trous noirs jumeaux ne font que débuter, mais les découvertes actuelles offrent une nouvelle perspective sur les mécanismes qui les régissent.
VIDÉO : Un modèle schématique de jet de disque permet de visualiser un jet vacillant en raison d’un trou noir binaire supermassif au centre de la galaxie (à gauche). L’image simulée (au milieu) représente les jets dérivés d’un modèle morpho-cinématique. À droite, les changements de luminosité qui en résultent, provoqués par le jet en précession. © ilumbra — AstroPhysical MediaStudio
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