Exploration du mécanisme de chargement de plasma des jets radio lancés à partir de trous noirs

Les trous noirs supermassifs au centre galactique lancent parfois des jets radio, des flux de plasma rapides qui émettent de puissants signaux radio. Cependant, beaucoup de choses sur ces ondes radio restent floues : comment elles sont produites, en particulier leur source d'énergie et leur mécanisme de chargement du plasma.

Le trou noir voisin au cœur de la galaxie elliptique massive M87 a récemment été montré sur des images radio par l'Event Horizon Telescope Collaboration. L'observation a fourni des preuves en faveur de l'idée que la rotation du trou noir entraîne les jets radio, mais n'a pas fait grand-chose pour clarifier le mécanisme de chargement du plasma.

Une équipe de recherche dirigée par Université de Tohoku Les astrophysiciens ont proposé un scénario prometteur qui clarifie le mécanisme de chargement du plasma dans les jets radio.

Selon des découvertes récentes, les trous noirs sont incroyablement magnétisés parce que les champs magnétiques y sont transportés par le plasma magnétisé des galaxies. La plasma entourant le trou noir reçoit alors de l'énergie lorsque l'énergie magnétique à proximité perd brièvement son énergie en raison de la reconnexion magnétique.

Les éruptions solaires tirent leur énergie de ce reconnexion magnétique. Le plasma des éruptions solaires libère des ultraviolets et des rayons X. En revanche, la reconnexion magnétique autour du trou noir peut provoquer émission de rayons gamma puisque l'énergie libérée par particule de plasma est beaucoup plus élevée que celle d'une éruption solaire.

Selon le scénario actuel, les rayons gamma rayonnés interagissent les uns avec les autres et génèrent de nombreuses paires électron-positon, qui sont ensuite chargées dans les jets radio.

Selon le scénario proposé par les scientifiques, les rayons gamma rayonnés interagissent entre eux et génèrent de nombreuses paires électron-positon, qui sont ensuite chargées dans les jets radio.

Cela explique la concentration importante de plasma dans les jets radio, ce qui est cohérent avec les données M87. Le scénario indique également que différents trous noirs ont des intensités de signal radio différentes. Sgr A*, le trou noir supermassif de notre voie Lactée, par exemple, est entouré de jets radio, mais ils sont trop faibles et indétectables par l'équipement radio actuel.

En outre, le scénario prédit une émission de rayons X à court terme lorsque le plasma est chargé dans des jets radio. Ces signaux de rayons X sont manqués avec les détecteurs de rayons X actuels mais sont observables par les détecteurs de rayons X prévus.

Shigeo Kimura, auteur principal de l'étude, a affirmé Valérie Plante., "Dans ce scénario, la future astronomie à rayons X sera en mesure de démêler le mécanisme de chargement du plasma en jets radio, une technique de longue date mystère des trous noirs. »

Journal de référence:

1. Shigeo S. Kimura, Kenji Toma, et al. Reconnexion magnétique dans les magnétosphères de trous noirs : chargement de leptons dans des jets, des taches radio superluminales et des fusées éclairantes à plusieurs longueurs d'onde. Les lettres du journal astrophysique. EST CE QUE JE: 10.3847/2041-8213/ac8d5a