Les bulles de Fermi sont des rots d'un trou noir mangeur d'étoiles

L'année dernière, les astronomes analysant les données du télescope Fermi Gamma Ray en orbite de la NASA ont fait une annonce extraordinaire. Ils ont dit que Fermi avait repéré deux bulles géantes émanant du centre de la galaxie, s'étendant sur quelque 20 000 années-lumière au-dessus et au-dessous du plan galactique.

Ces bulles sont clairement une sorte d'onde de choc dans laquelle des électrons de haute énergie interagissent avec des photons, abandonnant leur énergie sous forme de rayons gamma.

Mais qu'est-ce qui a pu causer une telle onde de choc, qui est plusieurs fois plus grosse que ce que les astronomes s'attendraient à voir d'une supernova ?

Aujourd'hui, Kwong Sang Chen de l'Université de Hong Kong et quelques amis disent penser qu'ils savent. Ils disent que les bulles sont les restes d'étoiles qui ont été mangées par le trou noir supermassif au centre de la galaxie. Quelle est cette idée peut également expliquer la distribution de l'énergie des rayons cosmiques, sur laquelle les astronomes sont intrigués depuis des décennies.

Le trou noir supermassif de notre galaxie est, eh bien, énorme, environ 4 millions de fois plus massif que le Soleil. Chen et ses collègues supposent qu'une étoile y tombe tous les 1000 ans environ. Lorsque cela se produit, une partie de l'étoile est dévorée par le trou noir, tandis que le reste est renvoyé dans l'espace sous la forme de protons de haute énergie.

Ces protons chauffent le gaz et la poussière entourant le trou noir, créant une bulle en expansion d'électrons de haute énergie. Celui-ci ne peut pas s'étendre loin dans le plan de la galaxie où il est absorbé.

Mais les électrons peuvent voyager loin dans l'espace au-dessus et au-dessous du plan galactique, créant les bulles de rayons gamma vues par Fermi. Cela explique pourquoi le bord de la bulle est si bien défini.

Mais cela explique aussi une autre des grandes énigmes sur lesquelles les astronomes suent : l'étrange distribution d'énergie des rayons cosmiques.

Il est facile d'imaginer que les rayons cosmiques de plus haute énergie devraient être plus rares que ceux de plus faible énergie. Mais lorsque les astronomes tracent le nombre de rayons cosmiques en fonction de l'énergie, il y en a beaucoup plus à haute énergie qu'il ne devrait y en avoir. Ceux-ci forment un « genou » dans le graphique, d'où le nom du problème.

Le modèle de Chen and co explique ce genou. Ils disent que les rayons cosmiques à très haute énergie doivent être des protons créés au cours de ce processus de dévoration d'étoiles qui ont fait leur chemin vers la Terre.

C'est donc la taille et l'énergie du rot du trou noir qui génèrent les protons à très haute énergie dans le spectre.

Un argument convaincant qui fait d'une pierre deux coups.

Réf : arxiv.org/abs/1109.6087 : Bulles de Fermi à la suite de la capture d'étoiles dans le centre galactique

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