Un trou noir étire un nuage comme un caramel express
Le trou noir du système binaire V4641 Sagittarii se comporte comme un mixeur géant. Il aspire la matière de l'étoile voisine et la rejette dans l'espace sous forme de deux jets étroits. Ces jets frappent le gaz environnant comme un jet d'eau sur du sable, et creusent peu à peu une cavité immense autour du trou noir.
Le radiotélescope MeerKAT, en Afrique du Sud, a observé ce système pendant plusieurs heures. Les images ont révélé un nuage en forme de nœud papillon : deux boucles allongées s'écartant du trou noir dans des directions opposées. La taille du nuage est de 35 années-lumière. C'est comme si l'on tendait un fil lumineux du Soleil à l'étoile la plus proche, puis qu'on l'étirait dix fois.
Qu'est-ce qui accélère les particules à de telles énergies ? Probablement des ondes de choc à l'intérieur des jets. Lorsqu'un flux rapide percute un gaz lent, il le pousse devant lui comme un bulldozer. Sur ce front, les particules font des allers-retours à travers la frontière et gagnent de la vitesse. C'est ainsi que les électrons du nuage sont accélérés à des énergies des milliers de fois supérieures à celles du Grand collisionneur de hadrons.
Le nuage autour de V4641 Sagittarii est une découverte rare. Il montre que même les petits trous noirs peuvent « souffler » dans l'espace pendant des décennies et créer des structures de la taille d'amas d'étoiles entiers. C'est peut-être ce genre de nuages qui a aidé les rayons cosmiques à remplir notre Galaxie.
Le radiotélescope MeerKAT est composé de 64 antennes, chacune de la taille d'un immeuble de trois étages. Ensemble, elles captent les ondes radio avec la même netteté qu'un œil géant de 8 kilomètres de diamètre.