Un trou noir à 12 000 années-lumière pointe son jet vers la Terre

Un trou noir situé à environ 12 000 années-lumière de la Terre propulse un jet de plasma à une grande fraction de la vitesse de la lumière, et ce jet est orienté approximativement dans notre direction. Ce système, une étoile binaire enfouie dans la poussière connue uniquement sous son nom de catalogue IRAS 18293-0941, constitue à ce jour le cas le plus probant d’un « microblazar » : une version à l’échelle stellaire des blazars qui brillent au cœur des galaxies lointaines.

Cela importe pour deux raisons. Tous les blazars connus jusqu’ici se trouvent à des millions ou des milliards d’années-lumière, si bien qu’un équivalent miniature au sein de la Voie lactée offre un laboratoire cosmique juste à côté. L’équipe à l’origine de la découverte soutient en outre que le second jet du système, celui qui s’éloigne de nous, percute un nuage de gaz où il pourrait accélérer des particules jusqu’à environ mille billions d’électronvolts, soit plus de cent fois l’énergie des faisceaux de protons du Grand collisionneur de hadrons.

Les microquasars, des systèmes binaires dans lesquels un trou noir ou une étoile à neutrons arrache du gaz à une étoile compagne avant d’en éjecter une partie sous la forme de deux jets étroits, sont connus depuis des décennies. Lorsqu’un tel jet est dirigé près de notre ligne de visée, la relativité rend la moitié qui fonce vers nous bien plus brillante, tandis que la moitié qui s’éloigne disparaît presque entièrement. Cet effet, appelé amplification Doppler, explique l’éclat des blazars. L’existence d’une version galactique était prédite depuis longtemps, mais tous les candidats précédents se sont révélés peu convaincants après examen.

Comment un jet s’est dissimulé derrière un mur de poussière

« Il se trouve derrière une telle quantité de poussière qu’il est pratiquement invisible sur les images optiques classiques », explique Josep Martí, auteur principal de l’étude et chercheur à l’université de Jaén, en Espagne. L’objet avait été signalé comme une possible binaire X puis, selon ses propres termes, « catalogué il y a des décennies, avant d’être plus ou moins oublié ».

Les ondes radio, qui traversent la poussière, l’ont trahi. Des images de relevés prises à plusieurs années d’intervalle montraient toutes un cœur compact et un unique lobe d’un côté, sans rien de l’autre : la signature d’un jet stable plutôt que d’une éruption isolée.

Des images d’archives du Very Large Array et une observation de huit heures réalisée avec le European VLBI Network, qui relie des radiotélescopes de différents continents en un seul télescope virtuel, ont suivi ce même jet unilatéral depuis les plus petites échelles jusqu’au lobe. Le jet qui s’approche est au moins 26 fois plus lumineux que toute trace de son jumeau, ce qui implique un gaz se déplaçant à plus des deux tiers de la vitesse de la lumière dans un cône d’environ 48 degrés autour de notre ligne de visée. Pour une vitesse illustrative de trois quarts de celle de la lumière, l’angle est d’environ 26 degrés.

Le test décisif fut celui de la position. La position radio du jet, mesurée au millième de seconde d’arc, coïncide avec celle de l’étoile établie par le satellite Gaia de l’Agence spatiale européenne, écartant l’imposteur habituel : une galaxie active lointaine située derrière une étoile de la Voie lactée. Cela, selon Benito Marcote, du Joint Institute for VLBI ERIC aux Pays-Bas, « l’a confirmé : le jet appartient bien au système stellaire ».

Un suivi optique effectué par des télescopes espagnols et par la Zwicky Transient Facility a révélé une oscillation de luminosité de seulement 0,02 magnitude, se répétant tous les 11,38 jours, soit la période orbitale du couple. Une oscillation aussi faible, sans éclipse, signifie que nous observons l’orbite presque de face, avec une inclinaison d’environ 20 degrés. Des jets lancés perpendiculairement à cette orbite devraient être dirigés près de nous, exactement comme l’indiquent les données radio. Des spectres obtenus à Calar Alto désignent une compagne géante chaude et massive, ou supergéante, qui perd du gaz à une vitesse de 300 à 400 kilomètres par seconde dans une enveloppe poussiéreuse.

L’autre jet percute un nuage

Le jet dirigé vers nous traverse un gaz peu dense et se diffuse en une vaste bulle faible. Le jet qui s’éloigne demeure étroit jusqu’à ce qu’il s’écrase contre de la matière dense, à plusieurs dizaines de parsecs de distance — un parsec équivaut à environ 3,26 années-lumière. Là, les images radio du réseau sud-africain MeerKAT montrent un point chaud compact entouré d’hydrogène lumineux et de poussière chaude : un front de choc, semblable à la vague d’étrave d’un bateau.

Des relevés du gaz de monoxyde de carbone situent, sur cette ligne de visée et à la même distance de 3,6 kiloparsecs, un vaste nuage moléculaire ; c’est ainsi que l’équipe parvient à l’estimation de 12 000 années-lumière. Le point chaud coïncide également avec LHAASO J1831-1007u*, une source de rayons gamma au-delà de 100 téraélectronvolts détectée par le Large High Altitude Air Shower Observatory en Chine.

« L’élégance du scénario tient au fait que le moteur accélérateur et la cible sont deux objets distincts, séparés par plusieurs dizaines de parsecs », souligne Pedro Luque-Escamilla, co-auteur de l’étude à l’université de Jaén. Dans le modèle de l’équipe, les protons accélérés par le jet s’échappent dans le nuage et entrent en collision avec son gaz, produisant des particules de courte durée de vie appelées pions, qui se désintègrent en rayons gamma observés par LHAASO. Construit autour d’un trou noir de dix masses solaires qui accrète de la matière à un rythme effréné, le modèle reproduit l’émission du système, des ondes radio aux plus hautes énergies gamma.

Comment il se compare aux autres

Les blazars d’autres galaxies sont alimentés par des trous noirs supermassifs pesant de millions à des milliards de masses solaires et même l’un des plus proches, Markarian 421, se situe à quelque 400 millions d’années-lumière. IRAS 18293-0941 est alimenté par un trou noir modélisé à environ dix masses solaires et se trouve à moins de la moitié de notre distance du trou noir au centre de la Voie lactée, Sagittarius A*, situé à environ 26 000 années-lumière.

Les prétendants antérieurs n’ont jamais résisté à l’examen. V4641 Sagittarii ne présentait ni jet stable ni mesure indépendante de son orientation, tandis que la binaire à trou noir 4U 1543-47 n’a produit un jet unilatéral incliné de moins de 27 degrés par rapport à notre ligne de visée que durant une phase d’éruption. IRAS 18293-0941 possède un jet qui garde le même aspect au fil des années de relevés, ainsi qu’une orbite dont l’inclinaison peut être mesurée séparément : la combinaison dont les astronomes se servent pour classer les blazars.

Le système rejoint également une liste grandissante de microquasars associés aux rayonnements les plus énergétiques de la galaxie. Des observatoires de rayons gamma ont récemment relié SS 433 et V4641 Sagittarii à des émissions d’ultra-haute énergie, renforçant les indices selon lesquels les rémanents de supernovae ne sont pas les seuls grands accélérateurs de particules de la Voie lactée.

Ce que cela ne permet pas encore de trancher

L’article lui-même décrit IRAS 18293-0941 comme un « candidat convaincant au titre de microblazar galactique », et non comme un cas définitivement établi.

Le trou noir n’a pas été pesé. Son estimation à dix masses solaires constitue une hypothèse du modèle, et le type de l’étoile compagne reste incertain : la poussière dissimule si fortement la lumière stellaire qu’une variable lumineuse bleue, un type plus rare et instable d’étoile massive, ne peut être exclue.

La distance constitue un deuxième point faible. Gaia a fourni une parallaxe formellement négative, qui ne permet d’en déduire aucune distance exploitable, tandis que des études plus anciennes situaient le système à 8 ou 9 kiloparsecs, soit plus de deux fois plus loin. L’estimation de 12 000 années-lumière suppose que le jet percute réellement le nuage situé à 3,6 kiloparsecs.

Une caractéristique classique des blazars fait également défaut : un scintillement rapide. L’équipe n’a détecté aucune variation optique sur une heure jusqu’à 0,01 magnitude et avance que l’enveloppe poussiéreuse lisse les changements rapides, une explication plausible qui doit encore être vérifiée.

Enfin, le lien avec les rayons gamma repose sur la position et la modélisation. LHAASO J1831-1007u* avait auparavant été associé de manière provisoire à d’autres objets de cette même région encombrée, et la vitesse ainsi que l’angle du jet sont des limites, non des mesures directes.

Questions fréquentes sur le microblazar

Qu’est-ce qu’un microblazar ?

Un microblazar est un microquasar dont le jet est dirigé près de notre ligne de visée. Il s’agit d’un système binaire dans lequel un trou noir de masse stellaire ou une étoile à neutrons se nourrit d’une étoile compagne et lance des jets. Comme le jet se dirige approximativement vers nous, la relativité le fait paraître plus lumineux, tout comme les gigantesques blazars des galaxies lointaines.

Un jet de trou noir dirigé vers la Terre est-il dangereux ?

Non. IRAS 18293-0941 se trouve à environ 12 000 années-lumière, et le jet dirigé vers nous se disperse en une vaste bulle faible près de sa source. Ce qui atteint la Terre est une faible émission radio, des rayons X et des rayons gamma que seuls des observatoires sensibles peuvent détecter.

À quelle distance se trouve IRAS 18293-0941 ?

L’équipe estime sa distance à environ 3,6 kiloparsecs, soit approximativement 12 000 années-lumière, sur la base du nuage moléculaire que son jet semble frapper. C’est moins de la moitié de la distance qui nous sépare du centre de la Voie lactée, bien que des estimations plus anciennes le placent à plus de deux fois cette distance.

Quelle est la différence entre un microquasar et un blazar ?

Tous deux sont des jets produits par un trou noir qui accrète de la matière. Un blazar est alimenté par un trou noir supermassif, de millions ou de milliards de masses solaires, situé au cœur d’une galaxie, et son jet est dirigé vers nous. Un microquasar est alimenté, dans un système binaire, par un trou noir ou une étoile à neutrons de quelques masses solaires. Un microblazar combine les deux : c’est un microquasar dont le jet se trouve par hasard orienté vers nous.

L’étude, menée par une équipe d’Espagne, des Pays-Bas et d’Argentine, a été déposée en prépublication le 1er septembre 2026 et acceptée par Astronomy & Astrophysics ; la Netherlands Research School for Astronomy l’a annoncée le 22 septembre. Elle s’appuie sur une session du European VLBI Network menée le 26 mai 2024, sur un suivi optique jusqu’en 2024 et sur des spectres de Calar Alto datant de la mi-2025. L’étape suivante sera un suivi ciblé du site de collision. « Nous prévoyons davantage d’observations du point chaud où le jet frappe », indique Marcote.

Référence : Martí et al., « A Galactic microblazar as a potential accelerator of ultra-high-energy particles », Astronomy & Astrophysics, 2026. DOI: 10.1051/0004-6361/202661105

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