À quelle vitesse le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée tourne-t-il?

Einstein a fait valoir qu'un trou noir est définitrois propriétés: masse, spin et charge électrique. La charge du trou noir doit être proche de zéro, car la matière capturée par le trou noir est électriquement neutre. La masse d'un trou noir détermine la taille de son horizon d'événements et peut être mesurée de plusieurs manières, de la luminosité du matériau qui l'entoure au mouvement orbital des étoiles proches. Mais la rotation d'un trou noir est beaucoup plus difficile à étudier. Nous ne savons pas vraiment à quelle vitesse le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée tourne. Nous savons que les étoiles et les planètes tournent sur leur axe, et exactement la même chose se produit avec les trous noirs. La seule différence est que les trous noirs n'ont pas de surface physique comme les étoiles et les planètes. La rotation d'un trou noir, comme sa masse, est une propriété spatio-temporelle et détermine la façon dont l'espace autour d'un trou noir se plie.Par conséquent, pour mesurer la rotation d'un trou noir, vous devez étudier le comportement de la matière à proximité.

Le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée est un mystère pour les scientifiques

Comment les trous noirs tournent-ils?

Dans une étude publiée dansAstrophysical Journal Letters, la rotation de certains trous noirs supermassifs a été mesurée. En effet, à l'aide de plusieurs trous noirs actifs, les chercheurs peuvent étudier les rayons X émis par leurs disques d'accrétion. Le faisceau de rayons X de lumière du disque reçoit une impulsion d'énergie de rotation, et en mesurant cet élan, le spin peut être déterminé.

Mais il y a un autre moyen - d'aller droitimage d'un trou noir, comme l'ont fait les astronomes avec celui au centre de la galaxie elliptique Messier 87 (M87) dans la constellation de la Vierge. L'anneau de lumière que nous voyons dans l'image est plus brillant du côté tournant vers nous. En savoir plus sur la façon dont les chercheurs ont réussi à obtenir la toute première image d'un trou noir, lisez notre matériel.

Cette même photo célèbre d'un trou noir. Un côté de l'image est plus clair en raison de sa rotation.

Pour des articles encore plus fascinants sur la manière dont les astronomes étudient l'Univers observable, lisez notre chaîne sur Yandex.Zen. Il y a des articles régulièrement publiés qui ne sont pas sur le site!

Mais malgré ces résultats étonnants, le dosle trou noir qui orbite au centre de la galaxie de la Voie lactée, les chercheurs ne le savent toujours pas. Le problème est que notre trou noir n'est pas très actif, et il est beaucoup plus petit que celui situé au centre de la galaxie elliptique M87. En partie pour cette raison, les astronomes ne peuvent pas mesurer sa rotation en observant la lumière près d'un trou noir. La bonne nouvelle est que dans la nouvelle étude, les scientifiques proposent une nouvelle façon de mesurer la rotation d'un trou noir supermassif au cœur de notre galaxie.

Leur méthode utilise une propriété appelée Effet Lense-Thirring (glissement de cadre) avec lequel vous pouvezobserver comment la précession du plan orbital de la masse d'essai tourne autour d'un corps rotatif massif, ou comme la précession de l'axe de rotation du gyroscope au voisinage d'un tel corps. Lorsque la masse tourne, elle plie légèrement l'espace autour d'elle. Nous savons que c'est réel parce que les scientifiques ont mesuré l'effet Lens-Terring de la Terre.

Les rayons X d'un trou noir indiquent aux astronomes sa rotation. Photo: NASA / JPL-Caltech

Faire pivoter un trou noir a le même effetet en le mesurant, la rotation du trou noir peut être déterminée. Considérant qu'il est impossible de lancer une sonde en orbite autour d'un trou noir, comme c'était le cas avec la Terre, la nouvelle méthode semble être la solution la plus réelle au problème.

Secrets de la voie lactée

Notre galaxie cache de nombreux secrets, maisla plupart se concentrent autour d'un trou noir supermassif, à côté duquel tournent un grand nombre d'étoiles. Au fait, j'ai écrit sur les plus intéressants d'entre eux dans cet article. Une quarantaine de ces étoiles, appelées étoiles S, gravitent autour de trajectoires périlleuses à l'approche du trou noir. Cependant, en raison de l'effet Lense-Thirring, leurs orbites devraient se déplacer avec le temps. Dans un premier temps, les auteurs de la nouvelle étude ont suggéré qu'en mesurant ces déplacements, il serait possible de mesurer le spin du trou noir. Les astronomes pensaient logiquement que plus il y avait de rotations, plus le déplacement de l'orbite était important.

Un amas d'étoiles S en orbite autour d'un trou noir dans notre galaxie.

Vous serez intéressé: les trous noirs peuvent être utilisés comme source d'énergie infinie

Cependant, au cours de l'étude, après avoir soignéen étudiant l'orbite des étoiles S, l'effet Linse-Terring n'a pas été détecté. Étant donné que les orbites de ces étoiles sont bien connues des astronomes, nous savons que le trou noir au centre de notre galaxie doit tourner lentement. Ainsi, l'équipe a déterminé que la rotation d'un trou noir au cœur même de notre galaxie ne peut être supérieure à 0,1 sur une échelle de 0 à 1, ce qui signifie que il tourne moins de 10% de la rotation maximale possible pour un trou noir. A titre de comparaison, le spin du trou noir M87 est d'au moins 0,4.