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Une immense fontaine galactique observée

Une colossale fontaine de gaz moléculaire alimentée par un trou noir situé au centre d'une galaxie a été observée grâce à deux instruments du Très Grand Télescope (VTL) de l'Observatoire européen austral (ESO) installé au Chili.

Sur cette image composite de l’amas de galaxies Abell 2597 figure le flux de gaz s’échappant du trou noir supermassif situé au cœur de la galaxie centrale.Sur cette image composite de l’amas de galaxies Abell 2597 figure le flux de gaz s’échappant du trou noir supermassif situé au cœur de la galaxie centrale. Photo : NRAO/AUI/NSF

Le trou noir supermassif prend sa source au cœur de la galaxie la plus brillante de l’amas Abell 2597 et se comporte un peu comme une pompe mécanique qui alimente une fontaine.

Le saviez-vous?

  • L’amas de galaxies Abell 2597 se trouve à un peu moins d’un milliard d’années-lumière de la Terre, dans la constellation du Verseau.
  • Son appellation dérive de son appartenance au catalogue Abell des riches amas de galaxies.
  • Dans ce catalogue figurent également des amas tels que l’amas du Fourneau, l’amas d’Hercule et l’amas de Pandora.

C’est la première fois que les flux de gaz moléculaire froid, qui entrent dans une fontaine cosmique et qui en sortent, sont simultanément observés.

Cette observation est la toute première à nous offrir la confirmation d’un cycle galactique complet des flux entrants et sortants d’une fontaine cosmique.

Grant Tremblay, Centre d’Astrophysique Harvard-Smithson

L'astrophysicien Grant Tremblay, l'auteur principal de cette étude, et ses collègues ont utilisé le grand réseau d'antennes millimétrique/submillimétrique ALMA du VTL pour déterminer la position et le mouvement des molécules de monoxyde de carbone à l’intérieur de la nébuleuse.

Ces molécules froides, caractérisées par une température inférieure à 250–260 °C, ont été observées en phase de chute sur le trou noir. L’équipe a ensuite utilisé les données acquises par l’instrument MUSE, qui équipe également le VTL, pour suivre le gaz plus chaud expulsé par le trou noir sous forme de jets.

Une observation sans précédent

La combinaison de ces deux groupes de données permet de dresser une cartographie complète du processus. Le gaz froid s’écoule en direction du trou noir, l’enflammant et l’amenant à propulser des jets rapides de plasma incandescent dans le vide.

Ensuite, ces jets jaillissent du trou noir, prenant la forme d’une véritable fontaine galactique.

Incapable d’échapper à l’attraction gravitationnelle de la galaxie, le plasma se refroidit, ralentit, puis finit par retomber sur le trou noir. Le cycle se répète ainsi.

Mieux comprendre les galaxies

Cette observation aide à mieux cerner le cycle de vie des galaxies.

Des flux entrants et sortants avaient déjà été observés lors d’études antérieures, mais c’est la première fois qu’ils sont simultanément détectés au sein d’un même système. Cette observation permet de confirmer que les deux flux s’inscrivent dans un même processus.

Le détail de ces travaux est publié dans l’Astrophysical Journal (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

Astronomie

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