Publié le 6 octobre 2025 à 16:33:00. De nouvelles simulations viennent éclaircir le mystère des puissants jets émanant du trou noir M87*, révélant le rôle crucial des champs magnétiques et de la reconnexion dans la propulsion de ces faisceaux de matière sur des milliers d’années-lumière.
- Le trou noir supermassif M87* éjecte un jet de matière s’étendant sur 5 000 années-lumière.
- Des simulations inédites mettent en évidence la reconnexion magnétique comme mécanisme clé, complétant le modèle classique de Blandford-Znajek.
- Ces découvertes, rendues possibles par des supercalculateurs, sont fondamentales pour comprendre l’évolution des galaxies et la dynamique de l’univers.
Situé au cœur de la galaxie géante M87, M87* est un trou noir dont la masse avoisine les 6,5 milliards de fois celle du Soleil. Sa rotation effrénée libère une énergie colossale, propulsant un jet de particules à des vitesses approchant celle de la lumière sur une distance vertigineuse de 5 000 années-lumière. Ce phénomène, observé pour la première fois en 1918 par l’astronome Heber Curtis, a longtemps intrigué les scientifiques quant à son origine précise.
Grâce à un nouveau code de simulation développé par des chercheurs de l’Université Goethe de Francfort, de précieuses informations ont été apportées. Le jet de M87* n’est pas uniquement le fruit des champs magnétiques agissant comme un « robinet » énergétique, le mécanisme de Blandford-Znajek. Les travaux récents indiquent qu’un autre processus joue un rôle déterminant : la reconnexion magnétique. Ce phénomène complexe se traduit par la rupture et la reconfiguration des lignes de champ magnétique, libérant ainsi l’énergie stockée sous forme de chaleur, de rayonnement et de plasma. Ces libérations d’énergie alimentent la formation de bulles de plasma, ou « plasmoïdes », qui, propulsées à des vitesses relativistes, renforcent le jet principal.
Ces simulations de pointe nécessitent une puissance de calcul phénoménale, bien au-delà des capacités d’un ordinateur classique. Les supercalculateurs « Goethe » de Francfort et « Hawk » de Stuttgart ont ainsi été mis à contribution pour traiter simultanément les équations de Maxwell régissant les champs électromagnétiques et le mouvement des particules chargées, ainsi que la relativité générale d’Einstein. Le Dr Claudio Meringolo, développeur principal du code FPIC (Frankfurt Particle-in-Cell code for black hole accretion), souligne l’importance de ces simulations pour « comprendre la dynamique complexe des plasmas relativistes dans l’espace-temps courbe au voisinage des objets compacts, déterminée par l’interaction des champs gravitationnels et magnétiques extrêmes. »
Le professeur Luciano Rezzolla, à la tête de l’équipe, explique l’implication de ces nouvelles données : « Nos résultats ouvrent la possibilité fascinante que le mécanisme de Blandford-Znajek ne soit pas le seul processus astrophysique capable d’extraire l’énergie de rotation d’un trou noir, mais que la reconnexion magnétique y contribue également. » Cette compréhension affinée des jets astrophysiques est essentielle. Ces phénomènes ne sont pas de simples curiosités cosmiques ; ils façonnent l’évolution des galaxies, influencent la distribution du gaz intergalactique et jouent un rôle dans la formation d’étoiles. En élucidant les mécanismes de ces jets, les scientifiques espèrent mieux appréhender le développement global de l’univers, ainsi que les forces extrêmes qui animent les noyaux actifs de galaxies et accélèrent les particules à des vitesses proches de celle de la lumière.
À noter que Charles Messier avait déjà catalogué cette région de la constellation de la Vierge en 1781 sous le nom de « nébuleuse sans étoiles M87 », sans soupçonner la présence d’une galaxie gigantesque et de son trou noir central.
Pour consulter la publication originale, cliquez ici.