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Les trous noirs stellaires ne peuvent se former qu'à partir d'une étoile dont la masse initiale est plusieurs dizaines de fois supérieure à celle du Soleil, selon certaines estimations. Ils proviennent alors de l'effondrementeffondrement du cœur de ces étoiles à l'occasion de leur transformation en supernovaesupernovae. Lorsque les trous noirs résultants, qui n'ont en général eux que quelques masses solaires, appartiennent à un système binairesystème binaire, il peut arriver qu'ils finissent par accréter du gaz arraché à leur étoile compagne grâce aux forces de maréeforces de marée qu'ils exercent.
Il se forme alors un disque d'accrétiondisque d'accrétion dont le premier modèle a été proposé en 1969 par Lynden-Bell. Ensuite, Novikov, Page et Thorne ont construit des modèles plus précis dans le cadre de la relativité généralerelativité générale de 1973 à 1974. A vrai dire, les premières réflexions sur l'accrétion d'un trou noir sont plus anciennes car on trouve des prémices dans les travaux de Hoyle, Littleton et Bondi en 1939 et 1952 et aussi de Salpeter en 1964.
Le gaz tombant sur le trou noir en spiralant va s'échauffer et émettre dans le domaine des rayons Xrayons X. C'est ainsi que des satellites comme ChandraChandra sont en mesure de détecter indirectement la présence de trous noirs stellaire dans l'UniversUnivers.
Une comparaison entre un microquasar et un quasar. Crédit : CEA
Deux puissants jets repoussent une bulle de matière
Au centre de la majorité des galaxiesgalaxies se trouve un trou noir supermassiftrou noir supermassif dont la masse est en général comprise entre quelques millions et quelques milliards de masses solaires. Lorsque du gaz tombe en abondance sur ce trou noir, un disque se forme aussi mais l'énergieénergie libérée sous forme de rayons X est incomparablement plus importante. Le trou noir devient particulièrement lumineux et pas seulement dans le domaine X mais aussi dans le domaine visible. Des paires de jets de particules se déplaçant à des vitessesvitesses relativistes sont aussi produits, provoquant des émissionsémissions d'ondes radio. Ces objets sont très vraisemblablement les fameux quasars.
Lorsque le disque d'accrétion d'un trou noir stellaire s'accompagne aussi d'une paire de jets et d'émissions radio, on appelle ces astresastres des microquasars selon la terminologie proposé par I. Felix Mirabel et Luis F. Rodríguez. Un exemple de ce type vient d'être découvert par deux astronomesastronomes de l'Université de Strasbourg en utilisant les données fournies par le Very Large TelescopeVery Large Telescope de l'ESOESO et le télescopetélescope à rayons X Chandra avec l'aide d'un collègue de l'University College de Londres.
La galaxie NGC 7793 contenant le microquasar. Crédit : ESO
Comme ils l'expliquent dans une publication récente du journal Nature, le microquasar observé dans la galaxie NGCNGC 7793 à 12 millions d'années-lumièreannées-lumière de la Terre possède la paire de jets de matièrematière la plus puissante jamais découverte pour ce type de trou noir. En entrant en collision il y a 200.000 ans avec le gaz du milieu interstellaire, ces jets l'ont repoussé pour finir par former une bulle de particules relativistes et de gaz très chaud enflant à une vitesse proche d'un million de kilomètres par heure.
Il semblerait que l'énergie produite par l'accrétion de matière, principalement constituée de rayons X dans le cas d'un trou noir stellaire, se retrouve essentiellement ici sous forme des jets à l'origine de cette bulle au diamètre record de 1.000 années-lumière.
Pour les chercheurs, le microquasar en périphérie de NGC 7793 est un excellent laboratoire pour mieux comprendre les mécanismes de production de ces jets et leur impact sur l'environnement proche et lointain des trous noirs, y compris ceux des quasarsquasars.
