Pour la première fois, des astronomes ont mesuré directement la vitesse vertigineuse d'un jet de particules éruptant d'un trou noir, l'évaluant à 99,5% de la vitesse de la lumière. Cette découverte, réalisée grâce à un radiotélescope à l'échelle d'un continent en Australie, révèle un moteur cosmique d'une puissance presque incompréhensible.
## Le canon relativiste dans le ciel
## Un télescope grand comme un continent
## Pourquoi cette mesure est capitale
Le phénomène provient d'un système d'étoiles binaires nommé MAXI J1820+070, situé à environ 10 000 années-lumière de la Terre. Ce système contient un trou noir stellaire, vestige d'une étoile effondrée, qui arrache activement de la matière à une étoile compagne. Alors que ce gaz volé spiral vers l'intérieur, il forme un disque surchauffé. Depuis les pôles de ce disque, le trou noir projette dans le vide deux faisceaux, ou jets, de particules subatomiques. Ces jets sont une caractéristique fondamentale des trous noirs, mais leur mécanique précise est restée insaisissable.
Pour y parvenir, une équipe internationale dirigée par des chercheurs australiens a utilisé l'Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP), un réseau de 36 antennes paraboliques réparties sur des centaines de kilomètres en Australie-Occidentale. En combinant leurs signaux, l'ASKAP agit comme un œil unique à l'échelle d'un continent. En avril 2022, ils ont détecté une soudaine et puissante éruption provenant des jets de MAXI J1820+070. Surtout, ils ont observé un décalage temporel entre l'arrivée de la lumière provenant de la base du jet et celle d'un nœud brillant de matière plus éloigné. Ce décalage, de seulement 52 millisecondes, leur a permis d'effectuer un calcul de contrôle de vitesse cosmique.
Le résultat fut une mesure directe de la vitesse globale du jet : 299 537 kilomètres par seconde, soit 99,5% de la vitesse de la lumière. L'équipe a également calculé la puissance cinétique du jet, constatant qu'elle rivalise avec la puissance radiative totale émise par le disque d'accrétion entier. Cela signifie que le trou noir canalise autant d'énergie à projeter des particules dans l'espace lointain qu'à générer la lumière brillante de son environnement immédiat. Cette découverte fournit le premier point de référence concret pour les modèles théoriques sur la façon dont les trous noirs convertissent l'énergie gravitationnelle en ces faisceaux focalisés.
Cette mesure historique offre de nouvelles bases empiriques à l'astrophysique. En confirmant les vitesses extrêmes et l'immense puissance de ces jets relativistes, les scientifiques disposent désormais d'un point de données crucial pour comprendre l'un des moteurs les plus efficaces et violents de l'univers. Elle démontre que l'énergie canalisée dans ces faisceaux étroits est une production dominante, et précédemment sous-quantifiée, d'un trou noir en phase d'alimentation, remodelant notre compréhension de la façon dont ces objets interagissent avec et influencent leurs environnements galactiques.
