Un trou noir bizarre suggère que nous ne les comprenons pas
Un trou noir dont la rotation est fortement inclinée par rapport au plan de son orbite suggère que nous devons revoir notre compréhension de leur fonctionnement.
Un trou noir fortement incliné
La plupart des masses dans l’espace, y compris les trous noirs, tournent dans le même plan que celui dans lequel elles tournent autour des objets voisins, généralement parce que ces objets proches se sont formés à partir du même nuage de poussière ou de gaz. Si un objet est incliné par rapport à son orbite, cela peut signifier que quelque chose d’inhabituel s’est produit au cours de sa formation ou de son histoire.
Maintenant, Juri Poutanen, de l’Université de Turku, en Finlande, et ses collègues ont réalisé qu’un trou noir situé à environ 10 000 années-lumière de la Terre est incliné d’au moins 40 degrés par rapport au plan dans lequel il tourne avec son partenaire binaire, une étoile ayant environ la moitié de la masse du Soleil.
L’inclinaison du trou noir et l’inclinaison orbitale ne sont pas alignées
Ce trou noir, nommé MAXI J1820+070, émet un faible signal de lumière polarisée, que les chercheurs ont utilisé pour établir son plan orbital. Ils ont ensuite utilisé l’orientation des jets de rayonnement du trou noir pour calculer une limite inférieure de l’inclinaison du trou noir. « La seule explication que nous ayons trouvée est que l’inclinaison du trou noir et l’inclinaison orbitale ne sont pas alignées », explique M. Poutanen.
Cette inclinaison pourrait expliquer l’observation de signaux étranges – appelés oscillations quasi périodiques (QPO) – provenant des trous noirs. Les QPO sont des pics d’intensité à certaines fréquences. Un modèle populaire suggère que ces signaux sont le résultat de spins et d’orbites mal alignés, comme c’est le cas pour MAXI J1820+070, qui produit également des QPO.
Bien que l’on ne sache pas exactement comment ce trou noir a acquis une telle inclinaison, il est probable qu’elle provienne d’instabilités lors de l’effondrement de sa supernova mère, explique Poutanen. « Lors de l’effondrement asymétrique, vous produisez un coup de pied, ce qui signifie que vous produisez [un momentum], par exemple avec des neutrinos, qui est éjecté dans une direction plus qu’une autre. »
Si cette inclinaison est réelle alors les résultats sont faux
Les astronomes supposent souvent que le plan orbital et l’axe de rotation sont alignés lorsqu’ils calculent la masse et la rotation des trous noirs à partir des observations. Mais si cette hypothèse n’est pas fiable, alors ces calculs pourraient être incorrects. « Si l’inclinaison est de 40 degrés, ou plus, alors les résultats que vous recueillez peuvent être complètement ou significativement faux », explique Ferdinando Patat, de l’Observatoire européen austral.
Cette recherche a été publiée dans Science.
Source : New Scientist
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