ESPACE — Les astronomes ont repéré deux des trous noirs les plus lourds jamais observés. Les deux pèsent l’équivalent de 28 milliards de soleils. La masse combinée des deux trous noirs est si grande qu’ils résistent à la collision et à la fusion.
Le trou noir binaire, intégré dans la galaxie fossile B2 0402+379, est constitué de deux trous noirs supermassifs géants tournant l’un autour de l’autre à seulement 24 années-lumière. Cette distance en fait la paire de trous noirs la plus proche jamais vue.
Malgré leur proximité, ces monstres jumeaux sont piégés dans les limbes orbitaux. Ils ne se rapprochent plus et continuent de répéter la même danse depuis plus de 3 milliards d’années.
Les astronomes ne savent toujours pas si le duel des trous noirs se poursuivra sans interruption ou se terminera par une collision spectaculaire. Les chercheurs ont rapporté leurs découvertes dans l’Astrophysical Journal le mardi 5 janvier 2024.
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“Habituellement, les galaxies avec des paires de trous noirs plus légères ont suffisamment d’étoiles et de masse pour les rassembler rapidement”, a déclaré Roger Romani, co-auteur de l’étude.
Le professeur de physique de l’Université de Stanford a poursuivi : parce que la paire est très lourde, il faut beaucoup d’étoiles et de gaz pour terminer le duel jusqu’à ce qu’elle fusionne. Cependant, les binaires ont exploré la matière depuis le centre de la galaxie et se sont donc arrêtés.
Les trous noirs naissent de l’effondrement d’étoiles géantes et se développent en dévorant tout ce qui se trouve à proximité, qu’il s’agisse de gaz, de poussière, d’étoiles ou d’autres trous noirs. Mais l’origine des premiers trous noirs reste un mystère.
Les simulations de l’aube cosmique au cours du premier milliard d’années de l’univers montrent que les trous noirs sont nés de nuages de gaz froids et de poussières qui se sont gonflés et ont fusionné pour former des étoiles massives. Les étoiles se sont alors rapidement effondrées. Après leur naissance, ces trous noirs sont devenus plus grands, suivant une traînée de gaz autour d’eux qui a fini par s’effondrer pour former les premières étoiles de la petite galaxie.
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Les astronomes émettent l’hypothèse qu’à mesure que l’univers s’étendait, les trous noirs situés dans les galaxies naines ont rapidement fusionné avec d’autres galaxies. Cela se traduit par des trous noirs supermassifs plus grands et des galaxies plus grandes.
Pour trouver la paire de trous noirs sur le point de fusionner, les astronomes ont parcouru les archives de données collectées par le télescope Gemini North à Hawaï. À l’aide du spectrographe du télescope (GMOS), ils divisent la lumière de l’étoile en différentes couleurs. Les scientifiques ont ensuite découvert la lumière des étoiles se déplaçant rapidement autour du trou noir.
Cela a conduit les astronomes à B2 0402+379, un amas fossile qui s’est formé lorsqu’un amas entier d’étoiles et de gaz a fusionné en une seule galaxie géante. “L’excellente sensibilité du GMOS nous permet de cartographier l’augmentation des vitesses stellaires à mesure que nous nous rapprochons du centre de la galaxie”, a déclaré Romani. Avec cela, dit-il, ils pourraient en déduire la masse totale du trou noir.
On pense que la paire de trous noirs dans un certain nombre de galaxies en fusion se sont rapprochées en entrant d’abord dans les orbites de l’autre. Ils se rapprochent à mesure que le mouvement dissipe le moment cinétique en tirant sur les étoiles proches.
2024-03-06 00:53:00
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