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L'équipe a ensuite comparé ses observations à une
simulation informatique de la chute de gaz en direction d'un trou
noir réalisée avec le supercalculateur Cray XC30 ATERUI opéré par
NAOJ. Cette comparaison a révélé que le "beignet" présomptif n'est
pas en réalité une structure statique, mais plutôt une collection
complexe de composants gazeux hautement dynamiques. Premièrement, le
gaz moléculaire froid tombant vers le trou noir forme un disque près
du plan de rotation. À l'approche du trou noir, ce gaz est chauffé
jusqu'à ce que les molécules se décomposent en atomes et en ions.
Certains de ces atomes sont ensuite expulsés au-dessus et au-dessous
du disque, plutôt que d'être absorbés par le trou noir. Ce gaz
atomique chaud retombe sur le disque, créant une structure
tridimensionnelle turbulente qui s'accumule autour du trou noir,
formant une structure en beignet. Ces trois composants circulent de
manière continue, à la manière d’une fontaine dans un parc urbain.
"Les modèles théoriques précédents
établissaient des hypothèses a priori sur les beignets rigides",
explique Keiichi Wada, théoricien de l'Université de Kagoshima au
Japon, qui dirige l'étude de simulation et fait partie de l'équipe
de recherche. "Plutôt que de partir d'hypothèses, notre
simulation s'est basée sur des équations physiques et a montré pour
la première fois que la circulation du gaz forme naturellement un
beignet. Notre simulation peut également expliquer diverses
caractéristiques d'observation du système".
"En étudiant le mouvement et la
distribution du gaz moléculaire froid et du gaz atomique chaud avec
ALMA, nous avons démontré l'origine de la structure dite "en anneau
"entourant les trous noirs actifs", a déclaré Izumi. "Sur la
base de cette découverte, nous devons réécrire les manuels
d'astronomie".
Les membres de l'équipe de recherche sont :
Izumi Takuma (Observatoire astronomique national du Japon), Keiichi
Wada (Université de Kagoshima / Université Ehime / Université de
Hokkaido), Ryosuke Fukushige (Université de Kagoshima), Sota
Hamamura (Université de Kagoshima) et Kotaro Kohno (Université de
Tokyo).
Jean
Etienne
Source principale :
Black
Hole 'Donuts' are Actually 'Fountains'. ALMA.
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