Autour de Sagittarius A* une bulle de gaz chaud tourbillonne à vitesse grand V, pas moins de 30 % de la vitesse de la lumière. Ces informations nous permettent de progresser dans la connaissance du trou noir, avec des données qui ont déjà plusieurs années. 

Sagittarius A* est un trou noir supermassif confortablement installé au centre de notre galaxie. Il se trouve à 27 000 années-lumière de la Terre, tandis que sa masse est environ 4 millions de fois celle de notre Soleil. En mai de cette année, les scientifiques publiaient « la première preuve visuelle directe » qu’il s’agit bien d’un trou noir, même si cela ne faisait aucun doute. Après M87*, c’était le second trou noir pris en « photo ». Mais cette avancée en cachait une autre. 

• Voici la première image de Sagittarius A*, le trou noir super massif au centre de notre galaxie

Aujourd’hui, l’Observatoire Européen Austral (ESO) explique que les scientifiques ont détecté « une bulle de gaz chaud tourbillonnant autour du trou noir supermassif de la Voie lactée ».

Également appelé « point chaud », ce phénomène « nous aide à mieux comprendre l’environnement énigmatique et dynamique de notre trou noir supermassif ». Cette découverte fait l’objet d’une publication dans Astronomy & Astrophysics.

« Une vélocité époustouflante », 30 % de la vitesse de la lumière

Maciek Wielgus, du Max Planck Institute for Radio Astronomy à Bonn en Allemagne et premier auteur de la publication, revient sur cette découverte : « Nous pensons que nous sommes en train de regarder une bulle de gaz incandescent glissant autour de Sagittaire A* sur une orbite similaire en taille à cette de la planète Mercure, mais faisant un tour complet en seulement 70 minutes environ. Cela nécessite une vélocité époustouflante d’environ 30 % de la vitesse de la lumière ! ». C’est colossal. 

Les données ont été récoltées en 2017… c’est-à-dire lors de la campagne scientifique menée avec l’Event Horizon Telescope Collaboration (EHT), celle qui a permis d’obtenir les images des trous noirs M87* et Sagittarius A*. Il n’est par contre pas question d’observation directe pour la bulle chaude : « son orbite et sa vélocité sont donc déduites des observations et des modèles », explique l’ESO.

Ondes radio en plus des rayons X et infrarouges

Comme souvent dans les découvertes sur l’Univers, le hasard est venu mettre son grain de sel. Les observations de Sagittaire A* ont été faites juste après qu’une « explosion ou éruption de rayons X [est] émise par le centre de notre galaxie […] On pense que ce type d'éruptions, précédemment observées par des télescopes à rayons X et infrarouges, est associé à ce que l'on appelle des "points chauds", des bulles de gaz chaud qui orbitent très rapidement et à proximité du trou noir », ajoute l’ESO.

Pour la première fois, ces éruptions étaient également « visibles » dans les observations radio des télescopes. Jesse Vos, doctorant et impliqué dans l’étude, esquisse une explication : « Peut-être que ces points chauds détectés sous ondes infrarouges sont une manifestation du même phénomène physique : dès que les points chauds émettant dans l’infrarouge refroidissent, ils deviennent visibles dans les longueurs d’onde plus longues, comme celles observées par l’ALMA et l’EHT ». L’ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) est pour rappel un radiotélescope situé au Chili.

Pour les chercheurs, ces éruptions sont la conséquence « d’interactions magnétiques dans les gaz très chauds orbitant très près de Sagittaire A* », ce que tend justement à confirmer la publication du jour. Ces nouvelles preuves « donnent un indice sur la géométrie du processus » et les données « sont extrêmement utiles pour construire une interprétation théorique de ces événements », affirme Monika Mościbrodzka, co-autrice de l’étude. Bref, on en apprend davantage sur ce phénomène, et toute bribe de connaissance nous permet d’avancer. 

Améliorer notre compréhension de l‘Univers

La publication du jour va dans le sens de précédentes observations faites via l’instrument GRAVITY de l’ESO, avec de fortes similitudes : « De nouvelles observations stipulent en effet la présence de gaz tourbillonnant à environ 30 % de la vitesse de la lumière le long d’une orbite circulaire située en périphérie de l’horizon des événements », peut-on lire dans un article de… 2018.

Et maintenant ? « Dans le futur, nous devrions être capables de pister les points chauds à travers des fréquences utilisant des observations de longueurs d’onde multiples coordonnées […] le succès d’un tel effort serait un vrai jalon pour notre compréhension de la physique des éruptions dans le centre Galactique ».