Que vous ayez affaire à un trou noir de masse stellaire ou à un trou noir supermassif au cœur d'une galaxie, il semble qu'ils consomment de la matière de la même manière. Les chercheurs ont étudié les disques d'accrétion autour des trous noirs stellaires et supermassifs et ont constaté qu'ils semblent émettre le même schéma de rayons X. En raison de leur taille, la variété supermassive consomme de la matière sur de longues périodes. En étudiant la plus petite variété, les chercheurs peuvent modéliser ce qui se passera à plus grande échelle.
Les recherches des astronomes britanniques publiées aujourd'hui dans Nature (7 décembre 2006) révèlent que les processus à l'œuvre dans les trous noirs de toutes tailles sont les mêmes et que les trous noirs supermassifs sont simplement des versions agrandies de petits trous noirs galactiques.
Depuis de nombreuses années, les astronomes tentent de comprendre les similitudes entre les systèmes de trous noirs galactiques de taille stellaire et les trous noirs supermassifs dans les noyaux galactiques actifs (AGN). En particulier, varient-ils fondamentalement de la même manière, mais peut-être avec des échelles de temps caractéristiques augmentées proportionnellement à la masse du trou noir. Si c'est le cas, ont proposé les chercheurs, nous pourrions déterminer comment l'AGN devrait se comporter à des échelles de temps cosmologiques en étudiant les systèmes galactiques plus lumineux et beaucoup plus rapides.
Le professeur Ian McHardy, de l'Université de Southampton, dirige l'équipe de recherche dont les résultats sont publiés aujourd'hui (avec ses collègues le Dr Elmar Koerding, le Dr Christian Knigge, le professeur Rob Fender et le Dr Phil Uttley, qui travaille actuellement à l'Université d'Amsterdam). Leurs observations ont été faites en utilisant des données de Rossi X-ray Timing Explorer de la NASA et de XMM Newton’s X-ray Observatory.
Le professeur McHardy commente: «En étudiant la manière dont les émissions de rayons X des systèmes de trous noirs varient, nous avons constaté que le processus d'accrétion ou« d'alimentation »- où le trou noir attire le matériau de son environnement - est le même en noir trous de toutes tailles et que AGN sont juste des trous noirs galactiques agrandis. Nous avons également constaté que la manière dont l'émission de rayons X varie est fortement corrélée à la largeur des raies d'émission optique des systèmes à trous noirs. »
Il ajoute: «Ces observations ont des implications importantes pour notre compréhension des différents types d'AGN, classés en fonction de la largeur de leurs raies d'émission. Ainsi, les galaxies Seyfert à ligne étroite, qui sont souvent considérées comme inhabituelles, ne sont pas différentes des autres AGN; ils ont juste un rapport masse / taux d'accrétion plus petit. »
La recherche montre que l'échelle de temps caractéristique change linéairement avec la masse du trou noir, mais inversement avec le taux d'accrétion (lorsqu'elle est mesurée par rapport au taux d'accrétion maximum possible). Ce résultat signifie que le processus d'accrétion est le même dans les trous noirs de toutes tailles. En mesurant l'échelle de temps caractéristique et le taux d'accrétion, l'équipe soutient que cette relation simple peut aider à déterminer les masses de trous noirs là où d'autres méthodes sont très difficiles, par exemple dans l'AGN obscurci ou dans les trous noirs de masse intermédiaire très recherchés.
Le professeur McHardy poursuit: «L'accumulation de matière dans un trou noir produit une forte émission de rayons X très près du trou noir lui-même. Ainsi, l'étude de la façon dont l'émission de rayons X varie avec le temps, connue sous le nom de courbes de lumière à rayons X, fournit l'une des meilleures façons de comprendre le comportement des trous noirs.
Il est connu depuis plus de deux décennies que des échelles de temps caractéristiques peuvent être observées dans les courbes de lumière à rayons X des systèmes de trous noirs galactiques. Les délais sont courts (
