Les galaxies actives sont parmi les objets les plus brillants de l’univers. Ces galaxies envoient des éclats massifs de matière à des vitesses proches de la vitesse de la lumière, qui sont toutes soutenues par de la matière qui tombe dans le trou noir supermassif au centre. Bien que toutes les galaxies semblent contenir des trous noirs supermassifs, elles ne sont pas toutes actives – notre galaxie, la Voie lactée, a un trou noir silencieux en son centre. Alors, qu’est ce qui fait la différence? Pourquoi certaines galaxies et leurs trous noirs deviennent-ils actifs alors que d’autres sont tranquillement assis?
De toute évidence, prendre une galaxie normale et la convertir en une galaxie active n’est pas aussi simple que d’appuyer sur un interrupteur d’éclairage. La modélisation a suggéré que l’activation du trou noir central de la galaxie (et donc de la galaxie dans son ensemble) pourrait faire partie du processus de construction galactique., Qui se produit par la fusion de galaxies plus petites lors de collisions. Ces collisions peuvent envoyer du gaz qui s’écoule dans la galaxie, créant des densités suffisamment élevées dans le noyau pour activer le trou noir. Maintenant, une autre étude suggère que ces collisions pourraient également fermer le trou noir – tout dépend des spécificités de la géométrie.
Donut près du trou
Pour comprendre comment cela fonctionne, vous devez comprendre l’environnement près d’un trou noir. Bien qu’une grande attention soit accordée à l’attractivité de la réalité à l’horizon des événements du trou noir, en réalité tout ce qui affecte l’univers environnant est situé à distance de cet endroit. Là, l’attraction gravitationnelle d’un trou noir régule tout matériau se chevauchant dans un disque plat qui alimente en matière le trou noir appelé disque d’accrétion, avec le trou noir en son centre. De plus, un nuage gazeux circulaire en forme de gâteau alimente plus largement ce disque.
Cette organisation est nécessaire pour introduire efficacement le matériau dans le trou noir. Les collisions à l’intérieur des retombées produisent un rayonnement qui repousse toute matière. C’est cette alimentation active qui est considérée comme essentielle pour alimenter les avions qui créent des galaxies actives.
Dans une certaine mesure, tout cela est autorégulé. En poussant suffisamment de gaz vers le centre de la galaxie, il finira par former un beignet (plus techniquement un annulaire) et commencera à alimenter le gaz du trou noir. Les modèles précédents ont montré que les collisions galactiques sont capables de faire cela. Toutes les galaxies contiennent des nuages de gaz de densités variables autour de leurs disques. Les perturbations causées par la collision ont la capacité de réorganiser ces nuages, en envoyant certains d’entre eux près du noyau de la galaxie, où la matière peut être capturée par l’attraction gravitationnelle du trou noir.
Cependant, cela ne se produit pas dans tous les cas, et un groupe de chercheurs japonais – Yohei Miki, Masao Mori et Toshihiro Kawaguchi – a suscité l’intérêt d’un certain nombre de cas dans lesquels des signes récents de collisions sont apparus dans des galaxies qui n’étaient pas actives. En fait, certains de ces indicateurs indiquaient que le trou noir s’était calmé relativement récemment, suggérant que la collision et l’arrêt pourraient être liés.
Notre grand voisin le plus proche, la galaxie d’Andromède M31, est inactif et possède également une fonction appelée le Giant Southern Stream qui semble être les restes d’une petite galaxie avec laquelle elle est entrée en collision. Parce que nous comprenons mieux les détails d’Andromède en raison de sa proximité et modélisons cette collision en détail, les chercheurs ont décidé de regarder l’effet qu’elle pourrait avoir sur le trou noir central.
Face à face lors d’une collision
La modélisation a montré que si la galaxie naine pénétrait dans le noyau d’Andromède, elle avait la capacité de désactiver le gâteau de gaz alimentant le trou noir. Que ce soit le cas ou non dépend de la densité relative du gaz dans une galaxie et du gaz dans un beignet. Tant que la densité est plus élevée dans la galaxie suivante, le tore doit être désactivé. Fondamentalement, le gaz entrant non régulé transférera une partie de son élan au gaz en orbite autour du trou noir, le chassant. Le résultat est un désordre désordonné qui est incapable d’alimenter efficacement le trou noir.
Les chercheurs notent que si la densité du gaz seule est suffisante pour étrangler un trou noir, l’ingénierie pourrait également être importante. Si la galaxie entrante entre en collision avec le bord, toute sa largeur passera à travers la région du trou noir central d’Andromède, fournissant une force encore plus perturbatrice. En revanche, si la densité de gaz au cœur de la galaxie est suffisamment élevée, la galaxie entrante ne pourra pas la désactiver.
Tout cela se passe rapidement, du moins du point de vue des galaxies, et il faut environ un million d’années pour faire taire un trou noir actif.
Après avoir dépassé les conditions spécifiées à Andromède, les auteurs ont utilisé des moyennes du nombre de petites galaxies à proximité de grandes galaxies et de la fréquence apparente des collisions pour calculer la fréquence à laquelle l’une de ces collisions s’est produite. Ils estiment qu’une galaxie typique devrait se produire environ tous les cent millions d’années en moyenne. C’est juste moyen. Certaines galaxies énergétiques peuvent prendre plus de temps avant d’entrer en collision avec la configuration correcte.
Les modèles peuvent également avoir un lien vers des événements proches de chez eux. Comme Andromède, le trou noir central de la Voie lactée est actuellement calme. Les auteurs notent qu’un télescope spatial appelé Gaia a récemment trouvé des preuves d’une collision entre une petite galaxie et le noyau central de la Voie lactée (une collision qui a créé une structure improbable appeléeGaia-Enceladus-SaucissePar conséquent, il est possible que cet événement ait fermé le trou noir central de la Voie lactée.
Astronomie naturelleDOI: 2021. 10.1038 / s41550-020-01286-9 (À propos des DOI).
