Les données du JWST révèlent que l'accrétion interne domine l'alimentation du trou noir dans la galaxie de Circinus

De nouvelles données infrarouges de haute fidélité, capturées par le télescope spatial James Webb (JWST), remettent en question des postulats astrophysiques de longue date concernant les mécanismes d'alimentation des trous noirs supermassifs. Les observations se sont focalisées sur l'environnement immédiat du trou noir situé au cœur de la galaxie spirale de Circinus, une structure cosmique localisée à environ 13 millions d'années-lumière de la Terre, soit 4,0 mégaparsecs. Cette imagerie d'une précision inédite contredit directement le consensus historique selon lequel les puissants flux de matière énergisée expulsés vers l'extérieur constituaient la source principale de lumière infrarouge à proximité des noyaux galactiques actifs.

L'analyse approfondie des données transmises par le Webb indique que c'est en réalité le processus inverse qui prédomine au sein de ce système : la vaste majorité de la matière poussiéreuse et chaude spirale vers l'intérieur pour alimenter le trou noir supermassif central. Cette matière s'accumule au bord interne du système d'accrétion, souvent structuré sous la forme d'un tore, ce qui s'avère crucial tant pour la croissance du trou noir que pour l'évolution globale de sa galaxie hôte. Sur le plan quantitatif, environ 87 % des émissions infrarouges provenant de la poussière chaude sont désormais attribuées à ce mouvement de funneling vers l'intérieur. En revanche, moins de 1 % de ces émissions peut être lié à la matière expulsée sous forme de vents galactiques, confirmant que la consommation l'emporte largement sur l'éjection.

Cette découverte majeure permet de résoudre un conflit scientifique persistant dans les modèles astrophysiques depuis les années 1990, lesquels ne parvenaient pas à expliquer l'excès d'émissions infrarouges observé dans les noyaux galactiques actifs. Pour obtenir une telle clarté visuelle, l'équipe de recherche a employé une technique innovante utilisant le mode d'interférométrie par masquage d'ouverture (AMI) de l'instrument NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) du JWST. Cette méthode transforme efficacement l'ouverture totale du télescope en un réseau interférométrique grâce à l'utilisation d'un masque percé de sept petites ouvertures, générant des figures d'interférence capables de révéler des détails auparavant masqués par l'éclat du noyau.

Le co-auteur Joel Sánchez-Bermúdez, affilié à l'UNAM, a souligné que ce mode d'imagerie avancé permet de doubler la résolution sur une région confinée du ciel, produisant des images deux fois plus nettes que celles obtenues par imagerie directe conventionnelle. Cette observation représente d'ailleurs le tout premier déploiement réussi d'un interféromètre infrarouge spatial pour l'étude d'une cible extragalactique. Enrique López-Rodríguez, auteur principal de l'étude et chercheur à l'Université de Caroline du Sud, a déclaré que cet ensemble de données permet enfin de réconcilier les divergences avec les modèles antérieurs concernant les signatures infrarouges caractéristiques des noyaux galactiques actifs.

La galaxie de Circinus, classée comme une galaxie de Seyfert de type II, a historiquement posé d'importants défis d'observation en raison de sa position à seulement quatre degrés sous le plan galactique, ce qui provoque une forte obscuration par la poussière interstellaire de notre propre Voie lactée. Des études antérieures à haute résolution, notamment celles réalisées avec l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), suggéraient que le trou noir de Circinus ne consommait qu'environ 3 % du gaz s'en approchant, le rayonnement repoussant le reste dans des flux turbulents. Les données du JWST, publiées dans la revue Nature, apportent le contexte infrarouge indispensable pour comprendre la réalité de ce processus. L'équipe de recherche prévoit désormais d'appliquer cette technique validée à un éventail plus large de trous noirs afin de déterminer si la dynamique d'alimentation observée dans Circinus constitue une caractéristique universelle de ces phénomènes cosmiques.