Nouvelles infos des observations de Sagittarius A*

Sagittarius A* est le nom donné à un trou noir supermassif qui se trouve au centre de notre galaxie, la Voie lactée. Ce trou noir a une masse environ quatre millions de fois celle de notre Soleil. Il est entouré d'un disque de gaz et de poussière, formant un flux d'accrétion qui est essentiel pour comprendre comment fonctionnent ces trous noirs. Les observations de Sagittarius A* nous aident à apprendre sur l'univers et le comportement de la matière dans des conditions extrêmes.

#Observations et collecte de données

En avril 2017, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) a fait une série d'observations de Sagittarius A* à deux plages de fréquence : 85-101 GHz et 212-230 GHz. Ces observations ont permis aux scientifiques de capturer des Courbes de lumière montrant comment la brillance de Sagittarius A* change avec le temps. Les données collectées comprennent des mesures de Polarisation linéaire, qui indiquent l'alignement des ondes lumineuses, et de polarisation circulaire, qui décrit la direction dans laquelle la lumière tourne en voyageant.

#Courbes de lumière et polarisation

Les courbes de lumière obtenues à différentes fréquences montrent des différences significatives. À des fréquences plus basses (85-101 GHz), la polarisation linéaire a été mesurée à environ 1-2 %, tandis qu'à des fréquences plus élevées (212-230 GHz), elle était plus élevée, autour de 5-10 %. On a aussi noté un effet de dépolarisation, ce qui signifie que la polarisation observée diminuait considérablement à des fréquences inférieures à environ 150 GHz. Ça suggère que l'environnement physique autour du trou noir change avec la fréquence.

Les changements rapides des états de polarisation au fil du temps ont aussi été enregistrés. Les scientifiques ont découvert que la polarisation variait rapidement, indiquant que les processus près du trou noir sont dynamiques et imprévisibles. Cette variabilité temporelle donne des indices sur la nature du matériau magnétisé entourant le trou noir supermassif.

#Le rôle de l'écran de Faraday

Les résultats suggèrent que Sagittarius A* a un écran de Faraday interne, qui est une région où les ondes lumineuses sont affectées par la présence d'un Champ Magnétique et de particules chargées. Les modèles traditionnels supposent souvent que cet écran existe à l'extérieur, mais les données indiquent qu'une grande partie de la lumière polarisée que nous observons provient de régions proches du trou noir lui-même.

La mesure de Rotation de Faraday (RM) est cruciale pour comprendre comment la polarisation est affectée lorsque la lumière traverse différents milieux. Dans ce cas, on a observé que la mesure de rotation était plus basse à des fréquences plus basses. Ça suggère qu'une quantité significative de rotation de Faraday se produit à environ dix rayons gravitationnels de l'horizon des événements du trou noir.

#Le modèle de flux d'accrétion

Comprendre le flux d'accrétion autour de Sagittarius A* est clé pour interpréter les observations. Le flux d'accrétion est décrit par divers modèles, y compris les flux d'accrétion radiativement inefficients (RIAF). Ces modèles aident à expliquer comment la matière se comporte lorsqu'elle est attirée dans le champ gravitationnel du trou noir.

Selon le modèle RIAF, la matière près de Sagittarius A* ne rayonne pas beaucoup d'énergie. Au lieu de ça, elle a tendance à s'accumuler et à se réchauffer. Cet état de la matière peut produire des ondes radio que nous pouvons détecter. Les observations soutiennent ce modèle, montrant que les caractéristiques des courbes de lumière peuvent être expliquées par les propriétés du flux d'accrétion et des champs magnétiques présents.

#Comparaison des observations à différentes fréquences

Les résultats des deux plages de fréquence créent une image détaillée de ce qui se passe autour de Sagittarius A*. Alors que les observations à basse fréquence révèlent une diminution rapide de la polarisation, les fréquences plus élevées montrent que la source reste relativement stable. Ça indique la présence de différents processus physiques en fonction de la région du flux d'accrétion observée.

Les différences dans les mesures de rotation dépendantes du temps révèlent aussi des variations dans la structure du champ magnétique. Les mesures à 85-101 GHz montrent des fluctuations plus rapides par rapport à celles à 212-230 GHz, ce qui indique que des processus différents dominent à ces fréquences.

#Implications pour les modèles théoriques

Ces observations ont des implications significatives pour les modèles théoriques d'accrétion des trous noirs. Les données indiquent que beaucoup d'hypothèses faites dans des modèles plus simples doivent être révisées. La présence d'un écran de Faraday interne change notre façon de penser l'interaction entre la lumière et les champs magnétiques à proximité du trou noir.

Des modèles qui prennent en compte une structure et un comportement plus complexes du champ magnétique sont nécessaires pour représenter précisément ce qui se passe. Ça aide à combler le fossé entre les prévisions théoriques et ce qui est observé dans l'univers réel.

#Conclusion

Les observations de Sagittarius A* grâce à ALMA fournissent des aperçus précieux sur la nature des trous noirs supermassifs et de leurs environnements. La polarisation variable et les mesures de rotation révèlent un système dynamique et complexe qui remet en question les modèles existants. Comprendre ce système est crucial pour approfondir nos connaissances de l'univers et des lois fondamentales qui le régissent.

La recherche sur Sagittarius A* continue d'évoluer, et avec les observations en cours et les avancées dans les modèles théoriques, notre compréhension des trous noirs va s'améliorer. Ça ne fait pas seulement progresser notre savoir sur les trous noirs, mais ça contribue aussi à notre compréhension plus large des galaxies et du cosmos. L'étude de trous noirs comme Sagittarius A* est une partie vitale de l'astrophysique moderne, ouvrant de nouvelles voies de recherche et de découverte.