La quête du plus grand trou noir de l'univers nous a menés à explorer des échelles inimaginables pour l'esprit humain, mais si vous vous interrogez sur les dernières nouvelles scientifiques liées à ces titans universels… nous en avons un pour vous, entouré d'anneaux de poussière cosmique. Grâce aux données des observatoires Chandra et Swift de la NASA, nous pouvons aujourd'hui admirer un fabuleux ensemble d'anneaux entourant le trou noir du système V404 Cygni, situé à environ 7 800 années-lumière de la Terre.

Un trou noir entouré d'anneaux de poussière cosmique
Trou noir

Que savons-nous exactement de V404 Cygni ? Ses caractéristiques générales révèlent une configuration binaire avec une étoile géante de 0,6 à 0,7 masse solaire et un trou noir de 9 masses solaires. En raison de la proximité entre les deux, l'étoile perd de la masse, qui s'accumule dans un disque d'accrétion et est finalement dévorée par le trou noir. La « V » dans son nom confirme qu'il s'agit d'une étoile variable, dont la luminosité change au fil du temps.

Échos de lumière : les anneaux de poussière du trou noir V404 Cygni

Un trou noir entouré d'anneaux de poussière cosmique
L'image composée à partir de données optiques, infrarouges et de rayons X

V404 Cygni a connu son heure de gloire en juin 2015, lorsqu'il est devenu la source d'une éruption de rayons X enregistrée par l'observatoire Neil Gehrels Swift de la NASA et de l'Université d'État de Pennsylvanie. Cet événement a donné lieu à un phénomène particulier que la NASA décrit comme « échos de lumière ». Pour mieux comprendre ce phénomène, l'agence a utilisé un excellent exemple : au lieu d'ondes sonores rebondissant sur les parois d'un canyon, les échos de lumière se produisent lorsque les rayons X rebondissent sur les nuages de poussière entre V404 Cygni et la Terre..

Un trou noir entouré d'anneaux de poussière cosmique
La même image, avec huit anneaux identifiés

Les images composites sont le résultat de la combinaison des rayons X détectés par l'observatoire Chandra (en bleu clair) et des données optiques du télescope Pan-STARRS à Hawaï. L'équipe a analysé un total de 50 observations effectuées par Swift entre le 30 juin et le 25 août 2015, tandis que Chandra a étudié le système entre le 11 et le 25 juillet de la même année. L'événement était si brillant que les opérateurs de Chandra ont décidé de placer V404 Cygni « entre les détecteurs » pour éviter tout dommage.

Un trou noir entouré d'anneaux de poussière cosmique
Une illustration expliquant la production des anneaux (Univ. de Wisconsin-Madison/S.Heinz)

Que nous apprennent ces anneaux ? Outre le comportement du trou noir, ils nous aident à connaître le « paysage » entre V404 Cygni et la Terre. Les échos de lumière sont fins et non larges, car l'événement de rayons X a duré relativement peu de temps. Une autre donnée très importante est la composition de ces nuages de poussière, calculée à partir des niveaux d'énergie absorbés. L'équipe pense que la poussière contient un mélange de grains de graphite et de silicate, et que sa densité n'est pas uniforme dans toutes les directions.

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Sources : NASA, Slashgear