Alors qu’ils sont soumis à une pression intense, certains trous noirs supermassifs s’octroient un ultime festin de matière. Une équipe de scientifiques a montré comment ces objets célestes peuvent prospérer, alors qu’ils sont soumis à un environnement extrême expliqué par des regroupements de galaxies. Leur étude, partie dans The Astrophysical Journal Letters, a été présentée par l’université Yale le 22 mai 2020 (une prépublication du texte est consultable sur arXiv).
« Nous constatons que la fin de l’histoire de la formation d’étoiles d’une galaxie est souvent rythmée par une brève augmentation du taux d’accrétion du trou noir supermassif, qui à son tour chauffe le gaz environnant », écrivent les auteurs. Ces scientifiques s’intéressent à une situation particulière : celle de galaxies éloignées, possédant un trou noir supermassif en leur centre, qui finissent par s’agréger en formant des sortes de grappes.
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Qu’est-ce qu’un trou noir ?Des galaxies « méduses »
Ces amas de galaxies favorisent la création d’un environnement pressurisé, résume le communiqué de l’université de Yale. Il arrive souvent que ces galaxies se déforment pendant ce processus. « À mesure que les amas de galaxies s’assemblent, ils transforment de façon dynamique les propriétés physiques des membres de l’amas entrants. […] Les exemples les plus extrêmes ont été surnommés galaxies ‘méduses’, en raison de la morphologie évocatrice de leur queue en train de former des étoiles », décrivent les scientifiques.
ESO 137-001, un exemple de galaxie « méduse ».
Source : Flickr/CC/Nasa Hubble Space Telescope (photo recadrée)Sous l’effet de cette pression, la formation d’étoiles dans la galaxie est étouffée. Quant au trou noir supermassif, qui avale du gaz situé dans son environnement, il finit par se « fermer ». Mais cette étape est précédée par un dernier festin, au cours duquel le trou noir prospère en avalant encore plus de matière. « Lors des pics de pression dynamique, le taux d’accrétion du trou noir a tendance à augmenter […], même si le taux de formation stellaire est en déclin », constatent les chercheurs.
Pour identifier ce phénomène, les scientifiques ont utilisé RomulusC, une simulation spécialement créée pour étudier l’évolution des galaxies situées dans des amas denses. À chaque fois que les galaxies cessaient de former des étoiles, dans les scénarios simulés, les auteurs ont repéré un pic d’activité du côté des trous noirs.
Juste avant de se retrouver à court de « nourriture », ces trous noirs supermassifs profitent donc en quelque sorte d’une dernière occasion de gober davantage de matière. Grâce à cette découverte, les scientifiques comprennent encore un peu mieux le lien complexe entre la manière dont les trous noirs supermassifs aspirent de la matière et la formation d’étoiles dans leurs galaxies hôtes.
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