Le trou noir supermassif au centre de notre galaxie émet d’étranges signaux oscillatoires

D’étranges flux oscillatoires de rayonnements gamma provenant de Sagittarius A*, la source radio associée au trou noir supermassif au centre de notre galaxie, ont été détectés. Se produisant toutes les 76 minutes environ, la périodicité de ces rayonnements serait comparable et synchronisée à celles observées pour les ondes radio et X provenant de la même source, notamment un amas de gaz chaud et dense orbitant à grande vitesse autour du trou noir.

Sagittarius A* (Sgr A*) est une source intense et compacte d’ondes radio située dans la direction de la constellation du Sagittaire et localisée au centre de la Voie lactée, à 26 673 années-lumière du système solaire. Cette radiosource était auparavant associée à une région d’émission plus vaste dénommée Sagittarius A et est désormais distinguée parmi d’autres (Sgr A Est et Sgr A Ouest) en tant que source quasi ponctuelle et non étendue. Elle est considérée comme étant spécifiquement associée au trou noir supermassif d’environ 4,152 millions de masses solaires situé au centre de notre galaxie.

Sgr A* est caractérisé par une importante variabilité d’émissions couvrant une large gamme de longueurs d’onde. Les ondes radio qui en émanent ont été détectées pour la première fois en 1974, tandis que les rayonnements X et infrarouges ont été enregistrés en 2019. Et ce n’est qu’en 2021 que des rayonnements gamma ont été précisément associés à cette même source, une présence indiquant un processus à haute énergie. Récemment, les astronomes ont remarqué que ces émissions présentaient une tendance de périodicité. Si les rayonnements X sont émis environ toutes les 149 minutes, les ondes radio sont projetées toutes les 70 minutes environ.

Dans une nouvelle étude prépubliée sur la plateforme arXiv, une équipe de l’Université de Mexico a découvert que les rayonnements gamma suivaient également la même tendance. Cette périodicité aurait une relation de synchronicité avec celle des autres longueurs d’onde. « Nous rapportons une périodicité en rayons gamma qui peut être en relation avec d’autres périodicités à d’autres fréquences rapportées dans la littérature, en particulier en rayons X et radio », expliquent les chercheurs dans leur document.

Un mécanisme oscillatoire unique

Les experts de la nouvelle étude ont analysé des données d’enregistrement gamma collectées par le télescope spatial Fermi Gamma-ray entre juin et décembre 2022. Afin de détecter les modèles de périodicité, la courbe des rayonnements a été enregistrée au cours de ces 6 mois puis analysée par le biais d’un périodogramme. Une technique permettant de réduire les risques de faux positifs a également été utilisée.

Il a été constaté que Sgr A* émettait un flux de rayonnement gamma toutes les 76,32 minutes. Cette périodicité est plus ou moins similaire à celle enregistrée pour les ondes radio (70 minutes) et fait environ la moitié de celle des rayons X (149 minutes). Les chercheurs suggèrent que cette similitude indique à la fois l’existence d’une source commune et une synchronicité entre les émissions.

De telles périodicités répétitives pourraient indiquer que les rayonnements pourraient provenir d’un objet en rotation, orbitant probablement autour du trou noir supermassif de notre centre galactique. L’étude concernant la périodicité des ondes radio suggérait que cet objet pourrait être un amas de gaz chaud, compacté par un puissant champ magnétique qui soumet les particules à une accélération à haute énergie, à la manière d’un synchrotron (un instrument électromagnétique de grande taille destiné à l’accélération à haute énergie de particules élémentaires). Ce processus, associé au mouvement orbital, permettrait d’émettre des rayonnements ponctuels et par intermittence.

Cet amas de gaz orbite autour du trou noir galactique à une distance comparable à celle de Mercure par rapport au Soleil (58 millions de kilomètres). Cependant, il se déplace à une vitesse vertigineuse d’environ 30% celle de la lumière, ce qui implique une période orbitale de 70 à 80 minutes. Le long de son orbite, l’amas laisserait échapper des éruptions énergétiques et intensifierait ses rayonnements radio en refroidissant.

Les experts de la nouvelle étude estiment que cet amas de gaz émet plusieurs longueurs d’onde, dont les rayonnements gamma récemment relevés. « La périodicité trouvée est cohérente avec deux autres travaux [sur les ondes radio et X] de la littérature sur des longueurs d’onde différentes, soutenant l’idée d’un mécanisme physique oscillatoire unique », concluent-ils.

Source : arXiv