Vous pouvez avec horreur vous préparer à un festin de vacances à grande échelle, mais imaginez des astrophysiciens perplexes sur la façon dont mange un trou noir supermassif.
Ce sont les objets les plus massifs de l'univers connu. Ils habitent les centres de la plupart des galaxies et peuvent peser de millions à des milliards de fois la masse solaire. Dans la Voie Lactée, il y a le Sagittaire A, caché dans le noyau galactique à environ 20 000 années-lumière de la Terre, avec une masse de 4 millions de fois supérieure à celle du Soleil. Bien que nous connaissions l'existence de ces monstres gravitationnels, il nous est encore difficile de comprendre comment ils atteignent de telles tailles et en quoi leur croissance est liée à l'évolution de leurs galaxies.
Mais nous savons que si un objet est situé à une distance dangereusement proche, il sera alors déchiré par l’état de gaz surchauffé (plasma) - comme un smoothie cosmique extrêmement chaud, prêt à être utilisé. Ce plasma se transforme en un disque d'accrétion, entrant lentement dans l'horizon d'un événement de trou noir (la limite entourant le trou, où les courbures gravitationnelles de l'espace sont si grandes que même la lumière ne peut pas sortir). Comme prévu, ils ont beaucoup de rayonnement. Ces puissantes propriétés se manifestent dans les radios et les rayons X intenses et leur présence indique que le trou noir est en train de déjeuner. Bien que leur physique semble compréhensible, de nombreux objets doivent être alimentés activement, mais ne produisent pas de disques émettant intensément. Comme s'ils sortaient pour une collation de nuit et que l'Univers ne le savait pas. Cette situation se produit avec Sagittaire A. Bien qu’il ait un disque d’accrétion, les astronomes l’appellent «radiation inefficace». Autrement dit, il génère moins de radiations que prévu.
"D'où la question: pourquoi le disque est-il si calme?", Déclare l'astrophysicien Matthew Kuntz du Département de l'énergie du Laboratoire du plasma physique de Princeton (PPPL).
Afin de comprendre le problème, l'équipe de Kunz a suggéré de se concentrer sur ce qui se passe sur les petites échelles du disque d'accrétion. Bien qu'il soit sans aucun doute chaud et rempli de particules, leur étude suggère que ce disque est relativement dilué (les protons et les électrons se frappent rarement). L'absence d'une telle interaction le distingue probablement des autres disques.
Le modèle classique des disques a été développé selon la formule des années 1990, qui considère le plasma comme un fluide électriquement conducteur avec des particules en interaction forte. Mais si vous appliquez cette formule au disque de Sagittarius A, elle ne produira pas les émissions prédites par le modèle. Ceci est un problème, car selon notre compréhension, le liquide ne se heurte pas, ce qui signifie que les particules ne peuvent pas descendre en spirale jusqu'à l'horizon des événements et que le trou meurt de faim. En général, si vous ne suivez que ce modèle, un trou noir ne pourra jamais absorber de matière dans un disque. Ainsi, dans une nouvelle étude publiée dans la revue «Physical Review Letters», l’équipe a reproduit le mouvement de particules individuelles gravitant autour d’un trou noir dans un disque d’accrétion sans collision afin d’expliquer les pointes faibles. Mais pour ce faire, vous devez écrire un code complexe "qui produit des modèles plus précis (comparés aux observations astrophysiques), prédisant le rayonnement à partir d'un trou noir au centre de la galaxie", a déclaré Kunz.
Grâce à des ordinateurs puissants, ce nouveau code «cinétique» peut expliquer comment un tel trou supermassif génère si peu de radiations lors de ses repas dans l'espace.
