ALMA et MUSE découvrent une fontaine galactique
Publié par Adrien le 07/11/2018 à 08:00
Source: ESO
Des observations effectuées par ALMA et des données acquises par le spectrographe MUSE installé sur le VLT de l'ESO ont mis au jour l'existence d'une énorme fontaine de gaz moléculaire alimentée par un trou noir situé dans la galaxie la plus brillante de l'amas Abell 2597. Le cycle galactique complet des flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé dans les...) entrant et sortant de cette vaste fontaine cosmique n'avait encore jamais été observé dans aucun système.


A moins d'un milliard (Un milliard (1 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf millions neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent...) d'années lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement...) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...), au sein de l'amas de galaxies (Un amas de galaxies est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la gravitation. En deçà de 100, on parle plutôt de...) Abell 2597, se trouve une gigantesque fontaine galactique. Un trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’en échapper (à l'exception notable de la radiation de...) massif (Le mot massif peut être employé comme :) situé au coeur d'une lointaine galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec ce titre elle a connu deux existences, prenant par ailleurs la suite de deux autres Galaxie, cette fois au...) a été surpris en pleine phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) d'éjection de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de...) moléculaire froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) dans l'espace, dont la chute sur le trou noir (Le Trou noir (The Black Hole) est un film de science-fiction réalisé par Gary Nelson, produit par la Walt Disney Pictures et sorti en 1979. L'histoire est inspiré du roman Vingt mille lieues sous...) s'apparente à un véritable déluge intergalactique. Les flux entrant et sortant de cette extraordinaire fontaine cosmique n'avaient encore jamais été simultanément observés. Cette fontaine prend sa source au coeur  de la galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif en son centre.) la plus brillante de l'amas Abell 2597, dans les 100 000 années lumière de la partie centrale de cette galaxie.

“Ce système est probablement le tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) premier à nous offrir la confirmation d'un flux de gaz moléculaire froid s'écoulant en direction du trou noir et d'un flux sortant, expulsé par le trou noir”, précise Grant Tremblay du Centre d'Astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des...) Harvard-Smithson, ancien boursier de l'ESO, et auteur principal de cette étude. “Le trou noir supermassif (En astrophysique, un trou noir supermassif est un trou noir dont la masse est d'environ un million à un milliard de masses solaires. C'est le type de trou noir le plus grand, après le -- encore hypothétique -- trou noir...) situé au coeur de cette gigantesque galaxie se comporte à l'image d'une pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres...) alimentant une fontaine.”

Grant Tremblay et son équipe ont utilisé le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets »,...) ALMA pour déterminer la position et le mouvement des molécules de monoxyde de carbone (Le monoxyde de carbone est un des oxydes du carbone. Sa formule brute s'écrit CO et sa formule semi-développée C=O ou –C≡O+, la molécule est composée d'un atome de carbone et d'un atome...) à l'intérieur de la nébuleuse (Une nébuleuse (du latin nebula, « nuage ») désigne, en astronomie, un objet céleste d’aspect diffus composé de gaz...). Ces molécules froides, caractérisées par une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie...) inférieure à 250-260°C, ont été observées en phase de chute sur le trou noir. L'équipe a par ailleurs utilisé les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...) acquises par l'instrument MUSE qui équipe le Very Large Telescope de l'ESO pour suivre le gaz plus chaud - expulsé par le trou noir sous forme de jets.

“L'étude détaillée de la source au moyen des données d'ALMA et de MUSE lui confère un aspect unique”, ajoute Grant Tremblay. “Les deux installations offrent une combinaison (Une combinaison peut être :) incroyablement puissante”.

La combinaison de ces deux jeux de données permet de dresser une cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le principe majeur de la cartographie est la...) 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 ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma quark-gluon est un plasma qui constituerait les grandes étoiles à neutrons...) incandescent dans le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.). Ces jets jaillissent ensuite du trou noir, formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est haute et inversement. Chaque voyelle se...) une splendide 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, alimentant un nouveau cycle. 

Cette observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande...) sans précédent pourrait permettre de mieux connaître le cycle de vie (La vie est le nom donné :) des galaxies. L'équipe considère que ce processus pourrait non seulement être la norme (Une norme, du latin norma (« équerre, règle ») désigne un état habituellement répandu ou moyen considéré le plus souvent comme une règle à suivre. Ce terme générique...), mais également essentiel à la compréhension de la formation galactique. Les flux entrant et sortant de gaz moléculaire froid ont fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini par les...) d'observations antérieures. Toutefois, c'est la première fois qu'ils sont simultanément détectés au sein d'un même système. Cette observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré...) offre donc la toute première confirmation que l'un et l'autre flux s'inscrivent dans le cadre d'un même processus. 

Abell 2597 se situe dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu'une civilisation les relie par des...) du Verseau. Son appellation dérive de son appartenance au catalogue Abell des riches amas de galaxies. Dans ce catalogue figurent également des amas tels l'amas du Fourneau, l'amas d'Hercule et l'amas de Pandora.
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