Les trous noirs ne sont pas vivants, mais il s’avère qu’ils ont un cœur qui bat – s’ils consomment d’énormes quantités de gaz. De nouvelles recherches ont découvert le fonctionnement de ce cœur.
quand Trous noirs Les trous noirs existent dans un système binaire – partageant une orbite avec une autre étoile – et peuvent extraire le gaz d’un compagnon stellaire. Lorsque cela se produit, le gaz est comprimé et chauffé à des températures incroyablement élevées, émettant ainsi de grandes quantités de rayons X. Grâce à ce processus, les astronomes ont identifié pour la première fois des trous noirs dans le célèbre cas Constellation du Cygne X-1l’une des sources de rayons X les plus brillantes de notre ciel.
Au milieu de ce ferment vorace, qui peut durer des milliers, voire des millions d’années, une explosion massive peut parfois se produire. C’est un allumage soudain Rayons X Le résultat de la consommation rapide d’une énorme quantité de matériaux à la fois.
Les astronomes ont étudié bon nombre de ces éruptions au fil des années, mais des observations détaillées de ces éruptions ont parfois révélé un comportement étrange. En plus de l’éruption globale, il existe un peu de variabilité, qui est une impulsion d’activité régulière incorporée à l’éruption. Les astronomes appellent ces impulsions des poussées de battement de coeur, car leur comportement ressemble au signal ECG d’un battement de coeur humain avec une montée lente et une chute rapide, puis retour à la normale.
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Une équipe d’astronomes du Laboratoire clé d’astrophysique des particules de l’Académie chinoise des sciences à Pékin a étudié le dernier battement cardiaque et décrit le processus qui pourrait l’alimenter dans un document de recherche. Il a été publié dans la base de données pré-imprimée arXivIls ont soumis leurs travaux pour publication dans The Astrophysical Journal.
La lueur qu’ils ont étudiée provenait de l’IGR J17091-3624, un trou noir situé à 28 000 années-lumière de la Terre. À l’aide de données radiographiques prises avec le Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) et le Nuclear Spectroscopique Telescope Array (NuSTAR) en 2022, l’équipe a trouvé des preuves claires d’un signal semblable à un battement de cœur dans la lueur. En étudiant les caractéristiques détaillées des battements cardiaques, ils ont conclu que ces types d’impulsions sont dus à des interactions et à des instabilités au sein de la matière entourant le trou noir.
Lorsque la matière tombe dans un trou noir, elle est non seulement comprimée, mais elle forme un disque mince en rotation rapide. Le bord intérieur de ce disque s’incline vers le bas, vers l’horizon des événements du trou noir, tandis que le reste du disque brille grâce aux rayons X. Cela crée une situation très instable dans laquelle le rayonnement du disque entre en compétition avec la force gravitationnelle du trou noir.
Pour produire un battement de cœur, le disque se désintègre temporairement, perdant sa cohésion et envoyant une importante masse de matière dans le trou noir. Cela libère une énorme quantité de rayonnement, qui déclenche un battement de cœur. Le rayonnement chauffe alors le gaz, l’empêchant temporairement de retomber. Le gaz se stabilise ensuite avant que le processus ne soit répété, ouvrant la voie à un autre battement de cœur.
Ces signaux de battement de cœur sont incroyablement rares – seuls deux trous noirs sur des centaines de trous noirs connus les ont montrés – mais les chercheurs espèrent en étudier davantage, car ils offrent des informations précieuses sur les relations entre les trous noirs et leur environnement.