De part et d’autre du centre de la Voie lactée s’étendent deux immenses structures en forme de bulles : les bulles de Fermi. Uniquement visibles dans les rayons gamma, ces bulles ont une origine qui échappe encore aux astrophysiciens. Mais récemment, une équipe de chercheurs a suggéré une hypothèse concernant leur formation impliquant une série de jets astrophysiques émis par le potentiel trou noir supermassif situé au centre de notre galaxie. Cette hypothèse explique également la formation des structures visibles dans les ondes radio et rayons X qui se combinent aux bulles de Fermi.

Ces orbes jumeaux de gaz, de poussière et de rayons cosmiques, émergent du centre galactique, une de chaque côté du potentiel trou noir central de la galaxie. D’un bout à l’autre, les bulles s’étendent sur environ 50’000 années-lumière (ce qui représente environ la moitié du diamètre de la Voie lactée elle-même), mais ne sont visibles que dans la lumière des rayons gamma à haute énergie.

D’où viennent-elles ? Personne ne le sait vraiment. Mais une étude publiée dans la revue The Astrophysical Journal suggère que les bulles, ainsi que les mystérieuses structures radio et en rayons X entourant le centre galactique, sont toutes liées à la même série d’éruptions provenant du trou noir, ayant commencé il y a environ 6 millions d’années.

Des jets astrophysiques à l’origine des bulles de Fermi ?

À l’aide de plusieurs simulations informatiques, les chercheurs ont montré que les bulles de Fermi et les structures à rayons X à proximité pouvaient avoir été formées d’un seul coup par une onde de choc massive projetée hors du trou noir central de la galaxie, également connu sous le nom de Sgr A*. Cette onde de choc a peut-être commencé lorsque le trou noir a soudainement émis deux énormes jets de matière ionisée, évoluant dans des directions opposées loin du centre galactique à une vitesse proche de la lumière.

jets bule

Simulation de formation des bulles à partir de l’onde de choc produite par l’émission d’un jet astrophysique. Crédits : Ruiyu Zhang & Fulai Guo

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Si les jets étaient suffisamment larges et puissants, ont écrit les chercheurs, ils auraient pu créer des ondes de choc jumelles qui ont soufflé le gaz chaud de chaque côté du centre galactique. Lorsque les ondes de choc ont comprimé et chauffé le gaz, les structures à rayons X en forme de sablier se sont formées ; les bords des ondes de choc, s’étendant dans l’espace intergalactique pendant des milliers d’années-lumière dans les deux sens, ont formé les bulles de Fermi. L’ensemble du processus aurait duré environ un million d’années.

carte bulles fermi

Carte montrant les bulles de Fermi (rouge) se chevauchant avec les structures de rayons X en forme de sablier (noir) au centre de la galaxie. Les bords des deux structures semblent parfaitement alignés selon les auteurs. Crédits : Fox et al. 2018

Selon les chercheurs, l’hypothèse des ondes de choc explique plusieurs caractéristiques du centre galactique, notamment les températures extrêmement élevées des bulles de Fermi et le fait que les bords inférieurs des bulles chevauchent parfaitement les structures des rayons X. Si un événement d’onde de choc similaire et moins puissant s’est produit quelques millions d’années plus tard, cela pourrait également expliquer les structures radioélectriques plus petites en forme de bulle récemment observées au centre de la Voie lactée.

Sources : The Astrophysical Journal

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