Une équipe de chercheurs a découvert que parmi les différents types d'”émission” de divers matériaux et gaz circulant autour d’un trou noir de masse stellaire, il peut aussi y avoir des vents infrarouges continus.
C’est une nouveauté car jusqu’à présent, les émissions n’étaient détectées que dans des plages de longueur telles que les rayons X ou la lumière visible. C’est la première étude qui montre qu’un trou noir, au cours de son évolution, et tant qu’il a des matériaux autour de lui à aspirer, peut émettre des radiations même dans l’infrarouge.
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Grandir autour des trous noirs
Selon le communiqué de presse, qui présente l’étude parue sur Lettres d’astronomie et d’astrophysiqueCes informations pourraient être utiles pour comprendre encore mieux les processus de croissance de la matière autour des trous noirs, en particulier ceux de la masse stellaire, processus qui sont encore pour la plupart obscurs.
Étoiles binaires à rayons X de faible masse (LMXB)
Les chercheurs ont analysé les étoiles binaires à rayons X. Ce sont des systèmes formés par une étoile et une étoile compagnon qui émettent des rayons X. En particulier, ils se sont concentrés sur une sous-catégorie de ces étoiles, les étoiles binaires à faible masse de rayons X (LMXB). Ce sont des systèmes binaires dans lesquels le trou noir et l’étoile ont une masse égale ou inférieure à celle du Soleil.
Habituellement, les deux objets, dans de tels systèmes, orbitent à très faible distance et cela permet au trou noir d’aspirer continuellement de la matière de l’étoile qui va tomber dans son puits gravitationnel. Cela crée un disque d’accrétion autour du trou noir, relié à l’étoile par un flux continu de matériaux et de gaz.
Éruptions soudaines
Dans un tel système, des “éruptions” peuvent se produire : le trou noir peut soudainement augmenter son taux de croissance et cela provoque un réchauffement du matériau du disque à des températures extrêmes comprises entre 1 et 10 millions de degrés kelvin. Ces éruptions, qui peuvent durer de plusieurs semaines à plusieurs mois, émettent de puissants flux de rayons X et la luminosité du système augmente.
“Ces systèmes sont des lieux où la matière est soumise à des champs gravitationnels qui sont parmi les plus forts de l’univers, de sorte que les traces de rayons X sont des laboratoires de physique que la nature nous fournit pour l’étude des objets compacts et du comportement de la matière autour d’eux”, explique Javier Sánchez Sierras, chercheur à l’Institut d’Astrophysique des Canaries (IAC) et principal auteur de l’étude.
Trou noir MAXI J1820+070
Dans cette étude, les chercheurs ont analysé le trou noir MAXI J1820+070 à la longueur d’onde infrarouge pendant l’une de ces éruptions, qui s’est produite entre 2018 et 2019. Les chercheurs ont confirmé l’émission de vents infrarouges, qui peuvent atteindre des vitesses de 1800 km par seconde, tout au long de l’évolution de l’éruption. C’est la première fois qu’une telle émission est observée lors de cet événement.
