En décembre 2024, le quasar PG 1211+143 s'est retrouvé dans le viseur de deux observatoires à rayons X : les spectroscopes XRISM et XMM-Newton l'ont observé simultanément. Un quasar est le noyau extrêmement lumineux d'une galaxie lointaine, où un trou noir supermassif aspire le gaz environnant. Une partie du gaz ne tombe pas dans le trou, mais est éjectée sous forme de flux ultra-rapide, atteignant jusqu'à 40 % de la vitesse de la lumière.
Dans la lumière X, ce flux laisse des traces : les atomes de fer et d'oxygène absorbent les rayons à certaines longueurs d'onde, et ces « creux » dans le spectre révèlent la vitesse et la densité du gaz. Il s'avère que le flux n'est pas homogène. On y distingue au moins trois zones se déplaçant à des vitesses différentes : 7,4 %, 12 % et 33 % de la vitesse de la lumière. Les zones lentes sont plus denses et plus froides, les rapides plus ténues et plus chaudes, comme des couches de températures différentes dans un jet de vapeur au-dessus d'une casserole.
Cette « structure en lambeaux » explique comment le trou noir accélère le vent. La simple pression de la lumière sur les électrons libres ne pourrait pas conférer au gaz une telle vitesse. Mais si le flux contient des amas denses, riches en raies d'absorption, la lumière exerce sur eux une poussée bien plus forte — comme une rafale de vent pousse davantage une voile rapiécée qu'un tissu lisse. Ce sont probablement ces amas qui emportent la matière loin du trou noir.
Le quasar PG 1211+143 est déjà le deuxième exemple où le télescope à rayons X XRISM a discerné une structure grumeleuse dans le vent d'accrétion. Auparavant, la même chose avait été observée dans le quasar PDS 456. Il semble que les flux ultra-rapides des trous noirs ne soient pas des rivières lisses, mais plutôt des jets de vapeur tourbillonnants jaillissant d'une marmite en ébullition.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2602.16496
The nearby quasar, PG 1211+143, has one of the prototype examples of an ultra fast outflow (UFO), as seen in several past XMM-Newton and Chandra observations. In December 2024, PG 1211+143 was observed simultaneously with XRISM Resolve and XMM-Newton, allowing both the Fe K and soft X-ray outflows to be examined at high resolution simultaneously. The Resolve spectrum revealed a forest of Fe K band absorption lines from the UFO (Mizumoto et al. 2026), comprising of up to six discrete velocity components ranging from $$v/c=-0.074$$ to $$v/c=-0.40$$. Here we present the simultaneous XMM-Newton RGS (Reflection Grating Spectrometer) spectrum, where three lower ionization counterparts of the Fe K velocity zones are observed; at $$v/c=-0.074, -0.12$$ and $$-0.33$$. The soft X-ray absorbers tend to be somewhat less ionized than their Fe K counterparts, with their opacity mainly arising from Fe L shell lines and highly ionized Oxygen. From comparing the Resolve and RGS absorbers, we show that the outflow can be parameterized with a density profile varying with radius as $$r^{-5/3}$$, while the lower ionization zones likely originate from denser clumps of gas. Pure electron scattering appears insufficient to provide enough thrust to power the wind, unless sufficient low ionization gas capable of radiative line driving exists outside of the line of sight. Overall, PG 1211+143 provides further evidence for the clumpy nature of accretion disk winds, as was recently revealed in the quasar PDS 456 with XRISM.
La vitesse du composant le plus rapide du flux est de 120 000 km/s. En une seconde, ce gaz parcourrait la distance aller-retour entre la Terre et la Lune.