« C’est un chaos de lumière » : le télescope James Webb révèle cette scène cosmique hallucinante au cœur de notre galaxie

Le télescope spatial James Webb, véritable chef-d’œuvre technologique, s’est récemment tourné vers Sagittarius A*, le trou noir supermassif niché au cœur de notre galaxie. Les découvertes faites par cet instrument d’exception révèlent un univers d’une turbulence spectaculaire, où un véritable feu d’artifice lumineux se déploie. Cette exploration promet de bouleverser notre compréhension actuelle des trous noirs et de l’environnement cosmique qui les entoure. Les résultats obtenus nous offrent un aperçu inédit de l’activité frénétique entourant Sagittarius A*, dévoilant des phénomènes aussi fascinants que complexes.

Une danse frénétique de lumière

Depuis sa mise en service, le télescope James Webb (JWST) a repoussé les limites de notre connaissance de l’Univers. Une de ses prouesses récentes consiste en une observation inédite du centre de la Voie lactée, à une distance de 26 000 années-lumière de la Terre, pour étudier le trou noir supermassif Sagittarius A* (Sgr A*). Les images capturées par le télescope, d’une précision sans précédent, révèlent un spectacle envoûtant : un ballet incessant de lumières et de flashs, loin de l’immobilité que l’on pourrait attribuer à un tel monstre cosmique.

Il y a trois ans, l’Event Horizon Telescope avait offert la première image directe de Sgr A*. Aujourd’hui, le JWST nous ouvre une fenêtre sur son environnement immédiat, dévoilant une dynamique complexe et déroutante. L’instrument NIRCam (Near-Infrared Camera) du télescope a été utilisé pendant 48 heures, réparties sur plusieurs périodes en 2023 et 2024, pour observer le disque d’accrétion de Sgr A*, cette spirale de gaz et de poussière chauffée à des millions de degrés qui tourbillonne autour du trou noir avant d’y être absorbée.

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Un phare cosmique imprévisible

Les données recueillies par le JWST décrivent un spectacle saisissant. Loin d’être un abîme silencieux, l’environnement de Sgr A* est le théâtre d’un véritable feu d’artifice. Les scientifiques, sous la direction de Farhad Yusef-Zadeh de l’Université Northwestern, ont observé un parpadeo constant, ponctué d’éruptions lumineuses intenses et apparemment aléatoires. Ces émissions lumineuses se manifestent à deux niveaux : une composante continue, probablement due aux turbulences internes du disque d’accrétion, et des éruptions brèves mais extrêmement lumineuses, liées à des phénomènes de reconnexion magnétique.

Ces éruptions surviennent lorsque des champs magnétiques s’entrechoquent, libérant des quantités colossales d’énergie, similaires aux éruptions solaires, mais à une échelle bien plus vaste. « Nous avons observé une luminosité en constante évolution« , précise Yusef-Zadeh. « Soudain, une explosion de brillance apparaît, puis se dissipe, sans schéma prévisible. » Cette nature apparemment chaotique indique que le disque d’accrétion de Sgr A* est en perpétuel renouvellement, générant entre cinq et six grandes éruptions par jour, en parallèle de multiples sursauts plus discrets.

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La double vision du JWST

Un des atouts majeurs du JWST réside dans sa capacité à observer simultanément deux longueurs d’onde infrarouges (2,1 et 4,8 micromètres). Cette « double vision » a permis aux chercheurs de comparer les variations de luminosité des éruptions en fonction de ces longueurs d’onde. Les résultats ont mis en évidence un décalage temporel : les événements observés à la longueur d’onde la plus courte changeaient de luminosité légèrement avant ceux observés à la longueur d’onde la plus longue. « C’est la première fois que nous constatons un tel décalage entre ces longueurs d’onde« , souligne Yusef-Zadeh.

Ce décalage, de l’ordre de 3 à 40 secondes, suggère que les particules énergétiques perdent de l’énergie en se refroidissant, un processus connu sous le nom de refroidissement synchrotron. Cette découverte offre un nouvel éclairage sur les interactions complexes au sein du disque d’accrétion et pourrait permettre de mieux comprendre les mécanismes de dissipation d’énergie dans les environnements extrêmes.

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Un nouveau regard sur les trous noirs

Ces observations du JWST représentent une avancée majeure dans notre compréhension des trous noirs supermassifs. Elles révèlent la complexité et la dynamique insoupçonnées de leur environnement immédiat, remettant en question les modèles théoriques actuels. Les chercheurs prévoient maintenant de conduire une observation continue de Sgr A* pendant 24 heures, pour déterminer si les éruptions suivent des schémas répétitifs ou si elles sont réellement aléatoires.

Chaque flash, chaque variation de luminosité captée par le JWST nous rapproche un peu plus de la compréhension des phénomènes physiques extrêmes qui se déroulent à proximité de l’horizon des événements, cette frontière invisible au-delà de laquelle plus rien, pas même la lumière, ne peut échapper à l’attraction du trou noir. Ces découvertes pourraient bien redéfinir notre conception des forces qui régissent l’Univers.

L’étude menée par le JWST sur Sagittarius A* ne se limite pas à améliorer notre connaissance de ce trou noir particulier. Elle ouvre également des perspectives passionnantes pour la physique fondamentale. En observant le comportement de la matière et de l’espace-temps dans des conditions de gravité extrême, les scientifiques espèrent tester les limites de la relativité générale d’Einstein et, potentiellement, découvrir de nouvelles lois physiques. Alors que l’exploration de Sgr A* se poursuit, quelles autres révélations le JWST nous réserve-t-il sur l’Univers qui nous entoure ?

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