Des trous noirs en rotation rapide

Les résultats de l'observatoire spatial à rayons X Chandra, combinés avec de nouveaux calculs théoriques, fournissent une des meilleures preuves à ce jour que de nombreux trous noirs super massifs tournent extrêmement rapidement. Les images sur la gauche montrent 4 des 9 grandes galaxies incluses dans l'étude de Chandra, chacune contenant un trou noir super massif en son centre.


Les images de Chandra montrent des couples de bulles énormes, ou de cavités, dans les chaudes atmosphères gazeuses des galaxies, créées dans chaque cas par des jets produits par un trou noir super massif central. L'étude de ces cavités permet de calculer le rendement de puissance des jets. Ceci fixe des contraintes sur la rotation des trous noirs une fois combinée avec les modèles théoriques.

Les images de Chandra ont également été utilisées pour estimer la quantité de carburant disponible pour chaque trou noir super massif, en utilisant une modélisation simple de la façon dont la matière tombe vers un tel objet. La vue d'artiste du côté droit de l'image montre le gaz dans une "sphère d'influence" tombant directement vers l'intérieur d'un trou noir avant de rejoindre un disque de matière en rotation rapide près du centre. La majeure partie de la matière de ce disque est avalée par le trou noir, mais une part est éjectée à l'extérieur dans des jets (colorés en bleu) par des champs magnétiques tournant rapidement à proximité du trou noir.

Les travaux précédents avec ces données de Chandra ont prouvé que plus le rythme auquel la matière tombe vers ces trous noirs super massifs est élevé, plus leur rendement de puissance dans les jets est élevé. Cependant, sans théorie détaillée, les implications de ce résultat pour le comportement des trous noirs étaient peu claires. La nouvelle étude utilise ces résultats, combinés avec les modèles théoriques principaux pour la production de jets et à la relativité générale, pour montrer que les trous noirs super massifs dans ces galaxies doivent tourner à un rythme proche du maximum. Si les trous noirs tournent à cette limite, la matière peut être entraînée autour d'eux à une vitesse proche de celle de la lumière, la vitesse limite de la théorie de la relativité d'Einstein.