Une collaboration internationale co-dirigée par un chercheur de l’IAS a mis au jour une règle universelle régissant l’un des événements astronomiques les plus puissants de l’univers : l’éjection de jets par les trous noirs. L’équipe a démontré que les trous noirs — qu’il s’agisse d’objets de « masse stellaire » dix fois plus massifs que notre Soleil ou de géants supermassifs des millions de fois plus lourds — émettent de puissants jets de matière au même moment critique précis de leur cycle d’alimentation.
Ce travail révolutionnaire a été signé par Andrew Mummery, Martin A. and Helen Chooljian Member (2025–30) au sein de l’École des sciences naturelles, aux côtés d’Adelle Goodwin, boursière de la Forrest Research Foundation à l’International Centre of Radio Astronomy Research de l’Université Curtin, en Australie-Occidentale.
Publiée dans Nature Astronomy sous le titre « A universal critical accretion rate for black hole jet formation » (un taux d’accrétion critique universel pour la formation des jets de trous noirs), cette recherche représente l’aboutissement d’années d’analyse, qui a permis d’assembler des observations multi-longueurs d’onde provenant de télescopes répartis dans le monde entier, notamment des installations situées en Amérique, en Australie, en Inde, en Afrique du Sud et dans l’espace. L’équipe a suivi des événements de disruption par marée — au cours desquels des étoiles sont déchirées par l’immense force gravitationnelle des trous noirs supermassifs — permettant ainsi aux chercheurs d’observer précisément ce qui se produit dans leur sillage.
« Nous voulions vraiment percer cette immense énigme », explique Mummery. « Pourquoi certains trous noirs supermassifs éjectent-ils des jets radio juste après avoir déchiqueté une étoile, tandis que d’autres demeurent apparemment complètement dormants, avant d’allumer soudain leurs jets des mois, voire des années plus tard ? » Les trous noirs sont fréquemment décrits comme des aspirateurs cosmiques, mais il serait bien plus juste de les décrire comme des mangeurs désordonnés. « Lorsqu’un trou noir déchire une étoile, il n’avale pas tout proprement », affirme Goodwin. Si une partie de la matière est effectivement consommée, une grande partie est violemment propulsée dans l’espace sous forme de puissants flux. Ces immenses « rots » cosmiques peuvent projeter de la matière sur des distances vertigineuses, influençant fondamentalement l’évolution de leurs galaxies hôtes.
Depuis des décennies, les astrophysiciens soupçonnent que les trous noirs obéissent aux mêmes lois fondamentales de la physique, quelle que soit l’immense variation de leur taille. Le démontrer s’est toujours révélé difficile, car les trous noirs supermassifs évoluent généralement sur des milliers, voire des millions d’années. En se concentrant sur les événements de disruption par marée, l’équipe a contourné cette limite. Ces événements compressent l’épisode d’alimentation d’un trou noir supermassif en quelques années seulement, offrant aux chercheurs comme Mummery et Goodwin une fenêtre unique sur ce processus dynamique à mesure qu’il se déroule.
Le moment décisif de leur prise de conscience ne s’est pas produit en passant au peigne fin les données des télescopes, mais dans un bar de Madrid, à l’occasion d’une conférence d’astrophysique. C’est là que Mummery et Goodwin ont réalisé que la règle sous-jacente qui dicte le déclenchement des jets dans les petits trous noirs semblait s’appliquer universellement aux trous noirs supermassifs.
Article : A universal critical accretion rate for black hole jet formation – Journal : Nature Astronomy – DOI : Lien vers l’étude
Source : Institute for Advanced Study
