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Des astronomes découvrent un trou noir déconcertant tournant sur le côté

pas tout trous noirs né égalCertains d’entre eux ont été maudits par des calamités cosmiques depuis leur formation.

Des astronomes ont récemment découvert une aberration Trou noir Il tourne sur son axe d’environ 40 degrés. C’est la première fois que des scientifiques observent un comportement aussi inhabituel d’un trou noir, et ils pensent que cela peut être dû à un léger coup de pied reçu après lui. Naissance.

La découverte est détaillée dans A étude Paru jeudi dans le magazine à savoir.

quoi de neuf – Gauri PotanineUn professeur d’astronomie à l’Institut nordique de physique théorique et auteur principal de l’étude, a commencé à observer le trou noir MAXI J1820+070 en 2019 lorsqu’il a remarqué que le rayonnement émis par cet objet était fortement polarisé.

« Nous n’avons jamais rien vu de tel auparavant », déclare Potanin. inverse.« Cela signifie que s’il est fortement polarisé, il y a une rupture significative de symétrie dans le système. »

Les systèmes binaires à rayons X comprennent un trou noir et une étoile compagnon, qui tournent l’un autour de l’autre tout en tournant sur leurs axes individuels. Leurs rotations ont tendance à s’aligner alors qu’elles sont perpendiculaires à leur plan orbital.

Lorsque ces deux objets se rapprochent l’un de l’autre par leur attraction gravitationnelle, le trou noir aspirera la matière de son étoile compagne. Ce matériau formera un disque d’accrétion autour du trou noir, à partir duquel un rayonnement sera émis.

Une partie de ce matériau s’échappe de l’abîme du trou noir et finit par tomber sur la limite environnante du trou noir, également connue sous le nom d’horizon des événements, avant d’être libérée sous forme de deux puissants jets de plasma.

Illustration d’un système binaire de trou noir, dans lequel un trou noir extrait les gaz d’une étoile proche. ESO / L. Calsada

Les jets sont deux courts faisceaux de matière émis depuis l’horizon des événements et servent ainsi d’indicateur de la rotation du trou noir autour de son axe.

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L’équipe à l’origine de la nouvelle étude a collecté des données sur l’inclinaison, la position et l’angle des jets, créant ainsi des directions 3D pour les avions.

Mais ils avaient un problème : les avions émettaient des matériaux à au moins 40 degrés l’un de l’autre. Il s’agit du plus grand déplacement jamais observé dans un système à rayons X binaire.

Pourquoi un trou noir est-il asymétrique ?

Cela peut avoir quelque chose à voir avec sa naissance, les trous noirs sont des régions comprimées de l’espace avec une attraction gravitationnelle si forte que rien ne peut échapper à son influence, pas même la lumière elle-même.

Certains trous noirs se forment à la suite de la mort d’une étoile. Une fois que l’étoile est à court de carburant et s’effondre sous sa propre gravité, elle explose en une puissante supernova, qui laisse souvent un trou noir à sa place.

« La seule explication plausible est que le désalignement s’est formé lors de la formation du trou noir », a déclaré Potanin.

Après la mort d’une étoile massive, il a lancé une soi-disant fusée à neutrinos. Les neutrinos sont des particules subatomiques qui ressemblent aux électrons et ont une masse beaucoup plus petite.

« La fusée à neutrinos a été lancée plus dans une direction que dans l’autre », explique Potanin.

La fusée à neutrinos a tiré ce trou noir dans une direction, perturbant l’alignement du système.

Quoi d’autre – Les astronomes à l’origine des observations récentes veulent voir plus de ce déséquilibre signalé dans d’autres systèmes avant de pouvoir savoir avec certitude ce qui le cause.

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Ils espèrent utiliser la NASA récemment lancée Explorateur d’imagerie à rayons X (IXPE), un observatoire spatial qui surveillera les objets les plus extrêmes dans l’espace en rayons X, en observant le système binaire, etc.

« Il peut surveiller la polarisation des rayons X et mesurer la symétrie dans le système », explique Potanin.

Potanin pense que le désalignement des trous noirs pourrait aider à expliquer d’autres données d’observation pour les trous noirs où certains phénomènes de ces monstres cosmiques restent inexpliqués.

« Si nous avons maintenant un désalignement et que nous le remarquons, ces modèles ont en fait un bon support car auparavant, ce n’était qu’un fantasme théorique », déclare Potanin. « Si nous supposons que nous avons une aberration, ce n’est peut-être pas si fou. »

Sommaire – Les signatures observées des trous noirs dans les systèmes à rayons X binaires dépendent de leur masse, de leur rotation, de leur taux d’accumulation, de l’angle de désalignement entre la rotation du trou noir et du moment angulaire orbital. Nous présentons les observations de polarimétrie optique du trou noir à rayons X binaire MAXI J1820 + 070, avec lequel nous déterminons l’angle de position de l’axe orbital binaire. En combinant cela avec les déterminations précédentes de l’axe d’orientation relativiste du jet, qui suit la rotation du trou noir, et l’inclinaison de l’orbite, nous déterminons un angle minimum de désalignement orbital de rotation. Le désalignement doit provenir soit d’une évolution binaire, soit d’étapes de formation de trous noirs. Si d’autres binaires à rayons X ont des déséquilibres aussi importants, cela biaisera les mesures des masses et de la rotation du trou noir à l’aide d’observations aux rayons X.

Delphine Perrault

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