Le centre des galaxies est l’un des environnements cosmiques les plus chaotiques en raison de l’existence d’un trou noir supermassif qui s’alimente activement.
Ces monstres cosmiques sont entourés de disques d’accrétion rotatifs de gaz et de poussière. Ce disque chauffé au rouge émet un excès d’énergie sur tout le spectre électromagnétique, depuis les rayons gamma et X de haute énergie jusqu’à la lumière visible, l’infrarouge et les ondes radio.
Les astronomes ont trouvé la preuve la plus claire de l'existence d'un disque d'accrétion entourant le trou noir au centre de la galaxie III Zw 002. Selon le responsable message, les conclusions ont été tirées après avoir analysé les données de "deux raies d'émission rares et particulières dans le domaine proche infrarouge".
L'observation directe des disques d'accrétion avec des télescopes est difficile en raison de deux facteurs : leur grande distance par rapport à la Terre et leur taille extrêmement petite.
En conséquence, les astronomes s’appuient sur le spectre lumineux émis depuis l’intérieur du disque pour déterminer sa taille et son comportement.
Cette méthodologie a permis aux astronomes de détecter, pour la première fois dans l’histoire, « deux raies d’émission proche infrarouge » provenant du disque d’accrétion » de la galaxie III Zw 002.
"Les raies d'émission apparaissent lorsqu'un atome excité chute à un niveau d'énergie inférieur, émettant de la lumière. Parce que chaque atome possède un ensemble unique de niveaux d'énergie, la lumière émise a une longueur d'onde discrète qui agit comme une empreinte digitale identifiant son origine", explique le communiqué.
La présence d'un disque d'accrétion se manifeste notamment par de larges raies d'émission appelées profil à deux sommets. La région des lignes larges est la région du disque d'accrétion d'où proviennent ces lignes.
"Pour la première fois, la détection de tels profils à deux pics impose des contraintes strictes sur la géométrie de la région, qui ne peuvent être déterminées par d'autres moyens. Et maintenant, nous avons des preuves claires du processus d'alimentation et de la structure interne d'une galaxie active", a déclaré Alberto Rodríguez-Ardila de l'Institut national de recherche spatiale du Brésil.
Cette observation a conduit à différentes mesures du disque d'accrétion. Après une analyse minutieuse, il a été déterminé que la ligne Paschen-alpha a un rayon d'origine de 16,77 jours-lumière (la distance parcourue par la lumière en un jour terrestre depuis un trou noir supermassif).
Alors que la ligne OI provient d’un disque d’accrétion d’un rayon de 18,86 jours-lumière. Les mesures prédisent également que le rayon extérieur de la région de la grande ligne sera probablement d’environ 52,43 jours-lumière.
"Le modèle montre également que la région large III Zw 002 est inclinée de 18 degrés par rapport aux observateurs sur Terre, et que le trou noir supermassif en son centre représente 400 à 900 millions de fois la masse de notre Soleil."
Des observations récentes peuvent aider à mieux comprendre la forme et la dynamique du disque d'accrétion. Les observations des disques d'accrétion peuvent également fournir des informations importantes sur les trous noirs et l'évolution de leurs galaxies hôtes.
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