Le télescope spatial James Webb a capturé l’image la plus nette jamais prise du jet de matière colossal du trou noir supermassif M87*. Ce cliché révèle de nouveaux détails sur ce phénomène extrême et éclaire l’influence qu’exercent les trous noirs.

Depuis des siècles, les astronomes scrutent l’immensité céleste dans l’espoir d’élucider les mystères dont regorge l’Univers. Parmi les phénomènes extrêmes qui constellent les cieux, les trous noirs occupent une place particulière. Située à environ 55 millions d’années-lumière de notre planète, M87 est l’une des galaxies les plus étudiées et son trou noir supermassif, M87*, l’un des plus célèbres.

Si M87* a tant marqué les esprits, c’est parce qu’il est devenu en 2019 le premier trou noir jamais photographié. Récemment, les chercheurs ont découvert qu’il avait inversé son champ magnétique entre 2017 et 2021. Aujourd’hui, le télescope spatial James Webb (JWST) vient de capturer l’image la plus nette jamais obtenue de son jet.

Le jet du trou noir M87* est un laboratoire de physique extrême

Alimenté par M87*, il émerveille les astronomes depuis plus d’un siècle. L’image du JWST révèle désormais de nouveaux détails sur ce phénomène : il y apparaît comme un ruban rose brillant sur un aplat violet diffus. Il s’agit en réalité d’un flux de particules s’étendant sur plusieurs milliers d’années-lumière depuis le cœur de M87.

L’étude récemment publiée dans Astronomy & Astrophysics repose sur NIRCam, la caméra proche infrarouge du JWST. Elle a permis aux scientifiques d’observer le jet dans quatre bandes infrarouges. Après avoir retiré de l’arrière-plan poussière, lumière des étoiles et galaxies, ils ont pu mesurer de subtiles différences de couleur permettant de suivre l’évolution des particules (accélération, refroidissement, torsion).

Près du centre de M87, le jet prend une forme hélicoïdale. Plusieurs éléments apparaissent, mais la précision du JWST révèle surtout les dynamiques complexes des particules à proximité du trou noir. Le JWST a également réussi à capturer un faible contre-jet, situé à près de 6 000 années-lumière de M87*. Puisqu’il s’éloigne à une vitesse quasi-luminique, c’est un phénomène très difficile à saisir. Sur le cliché, il ressemble à un C, composé de deux filaments reliés par un point chaud – ce qui coïncide avec les observations radio.

Les résultats obtenus par l’équipe de Jan Röder de l’Institut d’Astrophysique d’Andalousie confirment que la luminosité du jet est due au rayonnement synchrotron, c’est-à-dire une lumière produite par des particules chargées tourbillonnant dans des champs magnétiques. Ce type de jets officie comme un laboratoire de physique extrême. Leur observation permet de mieux comprendre comment les trous noirs influencent leur galaxie, mais également la naissance stellaire.