AUne vidéo en continu issue d'observations radio de trous noirs remet en question la théorie des ondes de choc

par Krystal Kasal, Phys.org

Édité par Gaby Clark, révisé par Robert Egan

Notes de la rédaction

L'essentiel

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Flux de jet relativiste résolu dans le temps pour 3C 345. Crédit : Nature (2026). DOI : 10.1038/s41586-026-10988-5

Pendant des années, les scientifiques se sont principalement appuyés sur l'imagerie radio issue de techniques telles que l'interférométrie à très longue base (VLBI) pour étudier les jets émanant des noyaux galactiques actifs de trous noirs supermassifs. Cela permet de détecter de vastes structures non résolues, appelées « composantes », se déplaçant à des vitesses semblant dépasser celle de la lumière. Toutefois, l'imagerie traditionnelle offre une résolution limitée et traite chaque observation comme un cliché instantané isolé, restreignant ainsi les informations sur la dynamique de déplacement de ces structures.

Les astronomes ont réussi à contourner ce problème, du moins en partie, en reconstituant des aspects inconnus grâce à des algorithmes. Si de nouvelles méthodes de modélisation permettent d'affiner les images radio statiques, l'imagerie dynamique est restée complexe, en particulier lorsqu'il s'agit de vastes ensembles de données de surveillance. Aujourd'hui, une équipe de chercheurs a mis au point une méthode fondée sur l'intelligence artificielle capable de transformer des observations radio éparses en une vidéo polarisée en continu.

Leur nouvelle étude, publiée dans la revue *Nature*, applique cette méthode au blazar 3C 345 — un type de noyau galactique actif très énergétique — et les résultats obtenus ont bouleversé leur compréhension de cet objet.

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Évolution de 3C 345 sur 27 ans, issue d'une reconstruction vidéo réalisée avec l'outil « kine ». Le panneau principal présente la reconstruction vidéo de l'intensité totale du jet de 3C 345, obtenue avec « kine » à partir de 116 observations VLBA. Le deuxième panneau montre la reconstruction polarimétrique de la partie interne du jet. Le troisième panneau affiche le champ de vitesse projeté dans la partie interne du jet. Crédit : Nature (2026). DOI : 10.1038/s41586-026-10988-5

Transformer des images radio statiques en imagerie dynamique

L'équipe à l'origine de cette nouvelle étude a mis au point un algorithme baptisé « kine », qu'elle décrit comme un « algorithme de reconstruction vidéo pour les observations VLBI de sources variables ». Kine utilise une représentation neuronale de la vidéo pour traiter simultanément des images prises à différents moments, tout en apprenant et en exploitant les corrélations spatio-temporelles présentes dans les données. En s'appuyant sur 116 observations radio VLBI du blazar 3C 345 issues du programme de suivi MOJAVE, les chercheurs ont reconstitué une vidéo de son mouvement.

La reconstruction a permis d'atteindre une résolution environ quatre fois supérieure à la limite habituelle et un contraste global quelque 140 fois plus élevé que celui obtenu par les méthodes traditionnelles. Cette vidéo a permis aux chercheurs d'estimer le mouvement local du plasma sur toute l'étendue du jet, plutôt que de se contenter de suivre des nœuds de luminosité individuels comme le faisaient les méthodes précédentes. Les auteurs de l'étude écrivent : « Premièrement, l'imagerie simultanée de toutes les observations permet de partager des informations entre les différentes images (frames), améliorant ainsi la résolution et la plage dynamique au-delà de ce qui est possible avec une imagerie image par image. Deuxièmement, la représentation neuronale produit un modèle lisse et continu de la densité de flux, échantillonnable à n'importe quelle coordonnée temporelle, ce qui permet une analyse continue et locale du mouvement par flux optique.

« Appliquée à des observations multi-époques, la méthode *kine* peut apporter des avancées significatives dans l'étude de la cinématique des jets : à partir de vidéos haute résolution et temporellement continues, il devient possible de mesurer le champ de vitesse local instantané plutôt que de simplement suivre des composantes ajustées à un modèle. »

Repenser les « ondes de choc » des blazars brillants

Concernant le blazar 3C 345, la nouvelle méthode a révélé des informations cruciales. Des études antérieures sur ce blazar avaient suivi de vastes structures brillantes semblant se déplacer plus vite que la lumière. Celles-ci étaient interprétées comme des ondes de choc se propageant, causées par des perturbations dans le jet comprimant le plasma. Or, pour que cela soit vrai, l'onde de choc doit se déplacer à une vitesse différente de celle du jet relativiste. Ce n'est pas ce que l'équipe a observé en utilisant *kine*.

Champ de vitesse du flux optique dans le plasma du jet. Crédit : Nature (2026). DOI : 10.1038/s41586-026-10988-5

Les auteurs de l'étude expliquent : « Nous n'avons trouvé aucune preuve indiquant que les composantes brillantes en déplacement sont des régions soumises à de forts chocs, comme cela avait été suggéré précédemment, car les vitesses de ces composantes sont du même ordre de grandeur que la vitesse moyenne du flux dans ces mêmes régions. L'interprétation par onde de choc est également contredite par l'absence de corrélation entre les structures brillantes et les pics de polarisation fractionnelle. »

Au lieu de cela, l'équipe indique que les données de polarisation suggèrent que ces « nœuds » sont des régions localement plus brillantes et magnétiquement énergisées, dont la luminosité est amplifiée par leur direction de déplacement. Ils ont constaté que ces nœuds brillants se déplaçaient à des vitesses similaires à celles du plasma environnant. Les méthodes précédentes ne permettaient pas de mesurer ces vitesses.

L'équipe précise que ces résultats s'appliquent spécifiquement au blazar 3C 345 et non, par extension automatique, à tous les jets de trous noirs. De futurs travaux pourraient déterminer si l'explication standard fondée sur les ondes de choc doit être révisée pour d'autres sources ; par ailleurs, l'application de *kine* aux grands programmes d'archives de surveillance des jets pourrait fournir des cartes de mouvement complètes pour des centaines...

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RSUME

Une vidéo en continu issue d'observations radio d'un trou noir remet en question la théorie des ondes de choc.

La reconstruction par intelligence artificielle de 116 observations VLBI a permis de générer une vidéo polarisée en continu du blazar 3C 345, améliorant ainsi la résolution et le contraste tout en rendant possibles des mesures locales de l'écoulement du jet. Le déplacement des nœuds brillants, similaire à celui du plasma environnant et sans corrélation avec les pics de polarisation, ne favorise pas l'hypothèse d'ondes de choc se propageant au sein de cette source

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Commentaires

Le blazar 3C 345, est il un objer cosmique singulier???

Pour mes étudiants  je dois d abord preciser ce que l  on désigne par ''blazar'' ;c' est l« source radio éclatante quasi stellaire »..Plus en détail c'

est, en astronomie, un noyau actif de galaxie très compact dont le jet astrophysique est fortement orienté vers la Terre et dont l'émission électromagnétique couvre l'ensemble du spectre, de la bande radio aux rayons gamma..

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Et concernant cet article  sur3C 345, 

 et compte tenu  des problemes  d explication  rencontrés  depuis sa ''premieredécouverte '' je ne veut pas exprimer  d opinion  ..Un élève m a demandé s il existait des trous blans  uniquement radio hyper denses ...Non, les trous blancs (ou fontaines blanches) n'ont jamais été observés et leur existence dans l'univers reste purement spéculative et théorique.