Pourquoi des nuages ​​se forment près des trous noirs ?

Publié par Adrien le 22/05/2020 à 09:00
Source: NASA
Une fois que vous quittez l'atmosphère terrestre, le mot "nuage" ne signifie plus une structure d'apparence duveteuse blanche qui produit de la pluie. Les nuages ​​dans l'Univers sont des zones de plus grande densité que leur environnement.


Cette illustration représente un quasar, un type de noyau galactique actif, entouré d'une forme de beignet poussiéreux (tore) et de touffes appelées "nuages". Ces nuages ​​sont à leur origine de petite taille mais peuvent ensuite s'étendre pour atteindre plus de 1 parsec (Le parsec (symbole pc) est une unité de longueur utilisée en astronomie. Son nom vient de la contraction de « parallaxe-seconde ».) (3,3 années-lumière) de large. Sur ce diagramme (Un diagramme est une représentation visuelle simplifiée et structurée des concepts, des idées, des constructions, des relations, des données statistiques, de...), les nuages ​​sont à au moins de 1 parsec du tore (Le terme tore a essentiellement deux acceptions distinctes, suivant les usages :).
Crédits: Illustration de Nima Abkenar

Plusieurs télescopes spatiaux ont observé ces nuages ​​cosmiques au voisinage (La notion de voisinage correspond à une approche axiomatique équivalente à celle de la topologie. La topologie traite plus naturellement les notions...) de trous noirs supermassifs, ces mystérieux objets denses d'où aucune 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...) ne peut s'échapper, dont la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre...) dépasse celle de 100 000 soleils. Il y a un 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...) au centre de presque toutes les galaxies (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,...), et il est appelé "noyau galactique actif" (AGN) s'il absorbe beaucoup 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 forme propre ni de volume...) et de poussière depuis son environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme...). Le type d'AGN le plus brillant est appelé "quasar". Bien que 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....) lui-même ne soit pas visible, son voisinage brille extrêmement fort lorsque la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état...) se déchire près de l'horizon des événements (L'horizon des événements est constitué par la région de l'espace-temps dans laquelle un événement peut-être perçu par un observateur.), le point (Graphie) de non-retour.

Mais les trous noirs ne sont pas vraiment comme des aspirateurs: ils n'aspirent pas complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité...) tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) ce qui se rapproche. Alors que certains matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis,...) d'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...) tomberont directement et définitivement à l'intérieur de celui-ci, une partie du gaz sera au contraire projetée vers l'extérieur, créant une coquille qui se dilate.

Les scientifiques s'attendraient à ce que cette éjection de gaz soit fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les liquides, qui sont des fluides peu...). Au lieu de cela, il est grumeleux, s'étendant bien au-delà de 1 parsec (3,3 années-lumière) du trou noir, et pourrait même couvrir la distance entre 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...) et l'étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) la plus proche du Soleil (Soleils est une association à but humanitaire implantée sur le campus de Supélec (École Supérieure d'Electricité).), Proxima du Centaure.

L'astrophysicien Daniel Proga de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) du Nevada, à Las Vegas, compare ces amas à des groupes de voitures (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de...) en attente sur une bretelle d'autoroute (Une autoroute est une route réservée à la circulation des véhicules motorisés rapides (automobiles, motos, poids lourds) et dont le tracé permet de circuler avec une sécurité optimale. Dans certains pays, mais pas en...) avec des feux d'arrêt conçus pour réguler l'afflux de nouveaux véhicules. "De temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) en temps, vous avez un tas de voitures", a-t-il déclaré.

Qu'est-ce qui explique ces amas dans l'espace lointain ? Daniel Proga et ses collègues ont conçu un nouveau modèle informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le traitement automatique de l'information par des...) qui présente une solution possible à ce mystère, publié dans Astrophysical Journal Letters, dirigé par le doctorant (Un doctorant est un chercheur débutant s'engageant, sous la supervision d'un directeur de thèse, dans un projet de recherche sur une durée variable selon les pays et les statuts, comprenant la...) Randall Dannen. Les scientifiques montrent qu'une chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) extrêmement intense près du trou noir supermassif peut permettre au gaz de s'écouler très rapidement vers l'extérieur, mais d'une manière qui peut également entraîner la formation de grumeaux. Par exemple, si le gaz accélère très rapidement, il ne se refroidira pas suffisamment pour former des grumeaux. Au contraire, une vitesse (On distingue :) d'éjection plus faible peut former des grumeaux. Le modèle informatique prend en compte ces facteurs et propose un mécanisme permettant d'éjecter le gaz avec ou sans grumeaux.

Ce modèle ne prend en compte que la coquille de gaz, pas le disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en latin.) de matière tourbillonnant autour du trou noir qui l'alimente. La prochaine étape des chercheurs consiste à examiner si le 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...) de gaz provient du disque lui-même. Ils souhaitent également se pencher sur le mystère de la grande vitesse de déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de...) de certains nuages ​(10 000 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 seconde.) par seconde).

Cette recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...), qui aborde un sujet important dans la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique...) des noyaux galactiques actifs, a été soutenue par une subvention (Une subvention est une aide financière, c’est-à-dire une somme d’argent, qui est allouée par une institution publique ou privée à une personne ou une...) de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale...). Les co-auteurs sont Randall Dannen, Daniel Proga, le boursier postdoctoral UNLV Tim Waters et l'ancien boursier postdoctoral UNLV Sergei Dyda (maintenant à l'Université de Cambridge).
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