Nouvelles idées sur la dynamique du jet M87

M87 est une galaxie massive qui se trouve à 16,8 millions de parsecs de la Terre. Elle est connue pour abriter un trou noir supermassif et un jet impressionnant qui s'étend sur plusieurs milliers de parsecs. Ce jet est un endroit clé d'étude pour les astronomes, car il peut donner un aperçu du comportement des matériaux et de l'énergie autour des trous noirs. Le jet de M87 est un objectif privilégié pour les observations qui explorent comment ces Jets se forment et évoluent.

#Observations et Méthodologie

Les observations récentes se sont concentrées sur le jet de M87 en utilisant des techniques de haute résolution connues sous le nom d'interférométrie à très longue base (VLBI). Cette méthode permet aux astronomes de surveiller le jet en détail au fil du temps. Plus précisément, le réseau VLBI de Corée et l'Array VERA (KaVA) ont observé le jet de M87 à une fréquence de 22 GHz de décembre 2013 à juin 2016, fournissant des données précieuses sur sa structure et son mouvement.

Les observations ont été réalisées à des intervalles d'environ 0,1 an, ce qui est assez fréquent pour capter les changements à court terme dans le jet. Cela a permis d'examiner de plus près la structure du jet, révélant qu'il est représenté par deux lignes de crête principales. L'étude de ces lignes de crête a rendu possible l'identification des mouvements transversaux du jet.

#Oscillations Transversales du Jet

Les données collectées ont montré que les lignes de crête du jet de M87 présentent des oscillations transversales, ce qui signifie qu'elles bougent d'avant en arrière par rapport à la direction du jet lui-même. Cette oscillation se produit dans toutes les régions observées du jet, avec une période moyenne d'environ un an. L'amplitude de ces oscillations est d'environ un centième de milli-arcseconde, ce qui indique un mouvement significatif.

Une analyse plus approfondie a démontré que les oscillations semblent être synchronisées entre les parties nord et sud du jet. Ces oscillations ne semblent pas être le résultat du mouvement de la Terre, car l'effet attendu d'un tel mouvement est trop faible par rapport à ce qui a été observé.

#Comprendre la Structure du Jet

Le jet de M87 présente une structure complexe caractérisée par des crêtes lumineuses. Les lignes de crête ont été identifiées grâce à une méthode où les distributions de la luminosité ont été examinées à différents points le long du jet. Cela a impliqué l'analyse des motifs de luminosité pour voir où se trouvent les pics, ce qui a aidé à déterminer les emplacements des lignes de crête.

Les observations ont révélé qu'au-delà d'une certaine distance du noyau de la galaxie, la structure du jet peut être décrite de manière satisfaisante à l'aide de doubles crêtes. Cela signifie qu'il y a deux lignes lumineuses dans la structure du jet qui peuvent être suivies alors qu'elle se déplace vers l'extérieur.

#Analyse du Mouvement Transversal

Pour analyser le mouvement transversal, l'étude a suivi les changements de position des crêtes au fil du temps. On a constaté que ces crêtes présentaient un modèle d'oscillation clair. En traçant les déplacements transversaux des crêtes à différentes distances du noyau, un schéma sinusoïdal clair est apparu, indiquant un mouvement périodique.

La vitesse et le comportement du jet suggèrent qu'il est influencé par diverses formes d'instabilité. Ces Instabilités pourraient être liées à la dynamique au sein du Disque d'accrétion entourant le trou noir, où le matériel spirale vers l'intérieur.

#Origines Possibles des Oscillations

Étant donné les oscillations observées, plusieurs explications ont été avancées. Une possibilité est que ces oscillations soient causées par des perturbations internes, comme des ondes hydromagnétiques dans le jet. Ces ondes pourraient provenir d'interactions entre les champs magnétiques et les matériaux en mouvement à l'intérieur du jet.

Une autre explication pourrait impliquer des instabilités comme l'instabilité de Kelvin-Helmholtz, qui se produit lorsqu'il y a une différence de vitesse entre des couches fluides. Cela pourrait entraîner des oscillations à mesure que l'énergie est transférée à travers le jet.

L'hypothèse suggère que les oscillations pourraient provenir d'injections de masse perturbées à l'intérieur du jet, provoquant des ondulations le long de sa longueur. Il pourrait y avoir des interactions complexes qui contribuent au comportement oscillatoire observé.

#Conclusions et Observations Futures

Les résultats des observations KaVA suggèrent que le jet de M87 présente des oscillations transversales avec une période régulière d'environ un an. Ce comportement est significatif car il contribue à la compréhension de la façon dont les jets des trous noirs supermassifs fonctionnent et évoluent au fil du temps.

Les futures observations utilisant un réseau plus large de télescopes peuvent approfondir ces découvertes. En surveillant régulièrement le jet de M87, les chercheurs pourraient obtenir des aperçus plus profonds sur les processus qui régissent la dynamique des jets dans les galaxies. Cette recherche en cours enrichit non seulement nos connaissances sur M87, mais pourrait également avoir des implications plus larges pour comprendre des phénomènes similaires dans d'autres galaxies.

L'étude du jet de M87 fait partie d'un domaine de recherche plus vaste visant à percer les mystères des noyaux galactiques actifs et de leurs puissants jets. À mesure que la technologie avance et que les techniques d'observation s'améliorent, les astronomes continueront de dévoiler les complexités de ces caractéristiques cosmiques et leur rôle dans l'univers.

#Résumé

En résumé, la recherche sur le jet de M87 a révélé des oscillations remarquables dans sa structure, montrant les processus dynamiques en jeu dans cet objet astronomique fascinant. Avec plusieurs origines potentielles pour ces mouvements, il y a encore beaucoup à explorer. La collaboration entre différents observatoires et l'utilisation de technologies avancées joueront un rôle crucial dans les enquêtes futures, aidant à éclairer la nature et le comportement des jets dans l'univers.