Les vents d’un trou noir: le modèle magnétique-hydrodynamique

Un groupe international de chercheurs des États-Unis, du Technion, d’Italie et de Grèce a présenté une nouvelle explication à l'émission d'énergie et aux vents des trous noirs. Nature Astronomy a récemment publié un nouveau modèle, qui explique un phénomène typique qui entoure les trous noirs: les sorties plasmatiques (vents). L'article a été soumis par des chercheurs des États-Unis, d'Israël, d'Italie et de Grèce.

 L'existence de trous noirs résulte du phénomène de la gravité démultiplié qui empêche à  la lumière de s'échapper, comme s’en était aperçu à la fin du 18ème siècle, le clerc et philosophe John Mitchell, ainsi que le mathématicien Pierre-Simon Laplace. Cependant, ce n'est pas seulement la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein qui a élaboré un fondement ordonné du phénomène. Au début du 20ème siècle, le physicien Karl Schwarzschild a découvert la solution pour le trou noir dans les équations d'Einstein, bien qu'Einstein lui-même ait refusé de croire à l'existence de trous noirs. Depuis, il y a eu des développements considérables dans ce domaine, en particulier celui de l’émergence de preuves observables, claires et concluantes pour l'existence de trous noirs.

 

L'un des phénomènes surprenants observés dans les trous noirs, est celui des vents forts qui soufflent dans leur voisinage. La nature de ces vents et leur force, s'expliquent à bien des égards par les champs magnétiques solides et régulés. L’article montre que le modèle des vents magnétiques explique non seulement la provenance des vents des trous noirs super-massifs au centre des galaxies, mais aussi des vents issus des petits trous noirs, dont la masse ressemble à celle des étoiles.

 

Dans la culture populaire, les trous noirs sont décrits comme des créatures qui engloutissent tout ce qui les approche. La lumière engloutie, disparaît pour toujours. Bien que ce soit leur nature, la vérité astrophysique est plus complexe. Il s'avère que les trous noirs n’engloutissent pas seulement tout ce qui est sur leur chemin, mais émettent également des rayonnements et des vents plasmiques (le plasma physique est un gaz chaud dont les électrons ont été arrachés à leurs atomes). Les vents plasmatiques, qui peuvent se déplacer d’une vitesse allant de 100 km par seconde à une fraction de la vitesse de la lumière (plus de 30 000 km par seconde), affectent considérablement l'environnement du trou noir et de la galaxie entière.

 

Qu’est-ce qu’un trou noir?

 

Les trous noirs sont créés lorsqu'une étoile relativement lourde (quelques masses solaires) s'effondre sur elle-même, en raison de la perte de son combustible nucléaire et de la prévalence de la gravité de soi. Reste à la fin de cet effondrement,  une «singularité» - un petit point dont la masse formidable. Cet être glouton se nourrit de gaz qu'il tire des étoiles voisines, et même si même la lumière qu'il avale ne peut lui échapper, on l'appelle «un trou noir».

 

Le trou noir est séparé de son entourage par une limite [presque] sphérique appelée «horizon d'événement». Tout ce qui passe l'horizon de l'événement vers le centre du trou noir est avalé pour toujours, mais à l'extérieur de l'horizon de l'événement, une partie du «gaz volé» pris à partir des étoiles voisines se déplace vers l'intérieur sous la forme d'un disque. Ce «disque d'accrétion» émet une grande quantité de lumière, notamment sous la forme de rayons X, raison pour laquelle ces systèmes sont parfois appelés X-Ray-Binaries, ainsi que de forts vents plastiques et de flux de jet. Ce processus dans les trous noirs géants aux centres des galaxies forme les plus grandes structures de l'univers - les galaxies et les grappes de galaxies - et génère une partie importante des rayonnements ionisants dans l'univers.

Dans un article qui est actuellement publié par le Prof. Ehud Behar de la Faculté de Physique de Technion, ainsi que le Prof. Keigo Fukumura de l'Université James Madison et leurs associés, les chercheurs présentent des preuves trouvées par l'observation que le champ magnétique créé autour du trou noir, remplit un rôle crucial dans la création du disque d'accrétion et des vents qu'il diffuse. L'article attribue le modèle magnétique-hydrodynamique développé par les chercheurs à tous les trous noirs, y compris les massifs. Le fait que la même description puisse s’appliquer à des trous noirs de tailles différentes, qu'il s'agisse d'une masse solaire ou de milliards de masses solaires, atteste d'une structure magnétique fondamentale générale qui existe autour des trous noirs.

 

Le modèle décrit dans l'article a été examiné en détail, en cartographiant le spectre d'absorption des rayons X émis par divers atomes trouvés dans le vent plasmique. Le professeur Behar, qui a mené l'analyse spectroscopique de l'étude, explique que "la spectroscopie d'absorption, que nous mettons en fonction selon ses caractéristiques cinétiques (passage au bleu), nous fournit des propriétés physiques approfondies et approfondies concernant la composition du vent et de l'énergie entourant le trou noir. Ceux-ci nous permettent de cartographier quantitativement la densité du vent, son niveau d'ionisation, son énergie et sa vitesse. Le fait qu'un modèle relativement simple de vent magnétique le décrive dans toute sa complexité et mieux que toute autre théorie de sortie, témoigne de sa pertinence.

 

En résumé, l'article publié dans Nature Astronomy met en lumière le «comportement» des trous noirs, et en particulier les mécanismes en jeu qui influencent  l’ensemble de leur environnement. Le modèle hydrodynamique magnétique se révèle valable pour les trous noirs, quelque soit leur taille - de 10M☉ à 109M☉ (M☉ = masse solaire).

 

Source: ‘Clean meat’ confab in Haifa advances slaughter-free food

izon d'��;Ӹs�;

Pour une meilleure expérience de lecture
veuillez consulter ce site en format portrait, merci :)