Une nouvelle forme de vision par rayons X a permis aux scientifiques d’observer de près la structure de la matière sur le point d’être avalée par un trou noir.
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Dans une nouvelle étude publiée jeudi dans la revue Science
Des scientifiques décrivent les premières observations de trous noirs actifs par la nouvelle Imaging X-ray Polarization Probe, ou IXPE, réalisée conjointement par la NASA et l’agence spatiale italienne ASI.
Alors que d’autres télescopes spatiaux peuvent observer la lumière des rayons X
Notamment l’observatoire de rayons X Chandra de la NASA, l’IXPE est le premier à se concentrer sur la polarisation des rayons X, la direction dans laquelle les ondes de rayons X oscillent.
La direction dans laquelle une onde de rayons X oscille peut indiquer aux astronomes le matériau qu’elle peut traverser sur son chemin vers l’observateur, et dans le cas du trou noir connu sous le nom de Cygnus X-1, elle permet aux chercheurs de déterminer sa forme et la emplacement de la matière en orbite autour du trou noir, comme de l’eau tourbillonnant dans un drain.
« Les observations précédentes de rayons X de trous noirs n’ont mesuré que la direction d’arrivée, l’heure d’arrivée et l’énergie des rayons X tourbillonnant du plasma chaud au trou noir », a déclaré Henric Krawczynski, professeur de physique Wayman Crow à l’Université de Washington. à Saint-Louis et auteur principal de l’étude, a déclaré dans un communiqué. La polarisation des rayons X « apporte des informations sur la façon dont les rayons X sont émis, et si et où ils dispersent la matière à proximité du trou noir », a-t-il déclaré.
L’attraction gravitationnelle des trous noirs est si forte qu’une fois qu’ils franchissent un seuil près du trou noir connu sous le nom d’horizon des événements, rien, pas même la lumière, ne peut leur échapper. Mais un trou noir actif, c’est-à-dire un trou noir de masse croissante, attire la matière environnante dans un disque en rotation, et lorsque la matière tombe sur le bord de l’horizon des événements, elle se précipite autour du trou noir.
Ce matériau en rotation
Appelé disque d’accrétion, peut devenir tellement comprimé et surchauffé qu’il émet de puissants rayons X avant de tomber dans le trou noir, que les scientifiques de l’IXPE peuvent désormais détecter et étudier.
L’étude montre que du point de vue de la Terre
« les flux d’accrétion sont plus marginalisés qu’on ne le pensait auparavant », a déclaré Michal Dovčiak, astrophysicien à l’Académie tchèque des sciences et co-auteur de l’étude, dans un communiqué.
Cygnus X-1 est le premier trou noir à accrétion de masse que les scientifiques ont étudié à l’aide de l’IXPE. Il s’agit d’un trou noir de 21 masses solaires à 6 070 années-lumière de la Terre et se nourrit actuellement de matière extraite de son étoile compagne, une géante bleue à proximité.
« Ces nouvelles connaissances aideront à améliorer les études par rayons X sur la manière dont la gravité rapproche la courbe de l’espace et du temps des trous noirs », a déclaré le Dr Krawczynski.