Des astronomes analysant 500 images du télescope spatial Hubble sur une période de deux décennies ont découvert sept étoiles rapides dans Omega Centauri, le plus grand amas globulaire, apportant ainsi une nouvelle preuve de l’existence d’un trou noir de masse intermédiaire (IMBH). Ce trou noir, potentiellement l’IMBH le plus proche de la Terre, remet en question notre compréhension de ces corps célestes et suggère un nouvel habitat pour les IMBH dans des amas d’étoiles denses.
Crédits : ESA/Hubble, NASA, Maximilian Häberle (MPIA)
En utilisant deux décennies de
” données-gt-translate-attributes = “[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]” tabindex=”0″ role=”link”>Télescope spatial Hubble Selon les données recueillies, les scientifiques ont découvert sept étoiles inhabituelles dans Omega Centauri, indiquant la présence d’une étoile de masse intermédiaire.
” données-gt-translate-attributes = “[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]” tabindex=”0″ role=”link”>trou noirpotentiellement le plus proche de la Terre en son genre et qui remodèle les théories sur les environnements des trous noirs.
Une équipe internationale d’astronomes a utilisé plus de 500 images de la
” données-gt-translate-attributes = “[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]” tabindex=”0″ role=”link”>NASA/ESA Le télescope spatial Hubble a observé pendant deux décennies sept étoiles se déplaçant rapidement dans la région la plus interne d’Omega Centauri, l’amas globulaire le plus grand et le plus brillant du ciel. Ces étoiles fournissent de nouvelles preuves convaincantes de la présence d’un trou noir de masse intermédiaire.
Découverte du trou noir d’Omega Centauri
Les trous noirs de masse intermédiaire (IMBH) sont un « chaînon manquant » recherché depuis longtemps dans l’évolution des trous noirs. Seuls quelques autres candidats IMBH ont été découverts à ce jour. La plupart des trous noirs connus sont soit extrêmement massifs, comme les trous noirs supermassifs qui se trouvent au cœur des grandes galaxies, soit relativement légers, avec une masse inférieure à 100 fois celle du Soleil. Les trous noirs sont l’un des environnements les plus extrêmes que l’homme connaisse, et ils constituent donc un terrain d’essai pour les lois de la physique et notre compréhension du fonctionnement de l’Univers. Si les IMBH existent, sont-ils courants ? Un trou noir supermassif se développe-t-il à partir d’un IMBH ? Comment les IMBH se forment-ils ? Les amas d’étoiles denses sont-ils leur habitat privilégié ?
Cette image montre l’emplacement de l’IMBH dans Omega Centauri. Si cela est confirmé, à sa distance de 17 700 années-lumière, le trou noir candidat réside plus près de la Terre que le trou noir de 4,3 millions de masses solaires au centre de la Voie lactée, qui se trouve à 26 000 années-lumière. Outre le centre galactique, ce serait également le seul cas connu d’un certain nombre d’étoiles étroitement liées à un trou noir massif. Cette image comprend trois panneaux. La première image à gauche montre l’amas globulaire Omega Centauri, un ensemble de myriades d’étoiles colorées en rouge, blanc et bleu sur le fond noir de l’espace. La deuxième image montre les détails de la région centrale de cet amas, avec une vue rapprochée des étoiles individuelles. La troisième image montre l’emplacement du candidat IMBH dans l’amas. Crédit : ESA/Hubble, NASA, Maximilian Häberle (MPIA)
Observations du ciel austral
Oméga du Centaure est visible à l’œil nu depuis la Terre et est l’un des objets célestes préférés des astronomes de l’hémisphère sud. Bien que l’amas soit situé à 17 700 années-lumière de la Terre, il se trouve juste au-dessus du plan de la Terre.
” données-gt-translate-attributes = “[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]” tabindex=”0″ role=”link”>Voie Lactéeelle apparaît presque aussi grande que la pleine Lune lorsqu’elle est vue depuis une zone rurale sombre. La classification exacte d’Omega Centauri a évolué au fil du temps, à mesure que notre capacité à l’étudier s’est améliorée. Elle a été répertoriée pour la première fois dans le catalogue de Ptolémée il y a près de deux mille ans comme une étoile unique. Edmond Halley l’a signalée comme une nébuleuse en 1677, et dans les années 1830, l’astronome anglais John Herschel a été le premier à la reconnaître comme un amas globulaire.
Les amas globulaires sont généralement constitués d’un million d’étoiles âgées, étroitement liées entre elles par la gravité. On les trouve à la périphérie et dans les régions centrales de nombreuses galaxies, y compris la nôtre. Omega Centauri présente plusieurs caractéristiques qui le distinguent des autres amas globulaires : il tourne plus vite qu’un amas globulaire ordinaire et sa forme est très aplatie. De plus, Omega Centauri est environ 10 fois plus massif que les autres grands amas globulaires, presque aussi massif qu’une petite galaxie.
Cette image montre la région centrale de l’amas globulaire Omega Centauri, où le candidat IMBH a été découvert. Crédit : ESA/Hubble, NASA, Maximilian Häberle (MPIA)
Dévoilement des mouvements des étoiles dans Omega Centauri
Omega Centauri est constitué d’environ 10 millions d’étoiles liées par la gravitation. Une équipe internationale a créé un énorme catalogue des mouvements de ces étoiles, mesurant les vitesses de 1,4 million d’étoiles en étudiant plus de 500 images de l’amas prises par Hubble. La plupart de ces observations étaient destinées à calibrer les instruments de Hubble plutôt qu’à une utilisation scientifique, mais elles se sont révélées être une base de données idéale pour les efforts de recherche de l’équipe. Ce vaste catalogue, qui est le plus grand catalogue de mouvements pour un amas d’étoiles à ce jour, sera rendu accessible au public (plus d’informations sont disponibles ici). ici).
« Nous avons découvert sept étoiles qui ne devraient pas être là », explique Maximilian Häberle, de l’Institut Max Planck d’astronomie en Allemagne, qui a dirigé cette étude. « Elles se déplacent si vite qu’elles devraient s’échapper de l’amas et ne jamais revenir. L’explication la plus probable est qu’un objet très massif attire gravitationnellement ces étoiles et les maintient près du centre. Le seul objet qui puisse être aussi massif est un trou noir, dont la masse est au moins 8 200 fois celle de notre Soleil. »
Preuve de l’existence d’un trou noir de masse intermédiaire
« Cette découverte est la preuve la plus directe jusqu’à présent d’un IMBH dans Omega Centauri », a ajouté Nadine Neumayer, également de l’Institut Max Planck d’astronomie, qui a initié l’étude avec Anil Seth de l’Université de l’Utah aux États-Unis. « C’est passionnant car il n’existe que très peu d’autres trous noirs connus ayant une masse similaire. Le trou noir d’Omega Centauri pourrait être le meilleur exemple d’un IMBH dans notre voisinage cosmique. »
Si cette hypothèse est confirmée, le trou noir candidat, situé à 17 700 années-lumière de la Terre, serait plus proche que le trou noir de 4,3 millions de masses solaires situé au centre de la Voie lactée, à 26 000 années-lumière de la Terre. Outre le centre galactique, il s’agirait également du seul cas connu d’un certain nombre d’étoiles étroitement liées à un trou noir massif.
Recherches futures et contributions technologiques
L’équipe scientifique espère maintenant caractériser le trou noir. Bien qu’il mesure au moins 8 200 masses solaires, sa masse exacte et sa position précise ne sont pas entièrement connues. L’équipe a également l’intention d’étudier les orbites des étoiles rapides, ce qui nécessite des mesures supplémentaires des vitesses respectives sur la ligne de visée. L’équipe a obtenu du temps avec le télescope spatial James Webb pour faire exactement cela, et a également d’autres propositions en cours pour utiliser d’autres observatoires.
Les résultats ont été publiés dans la revue Nature.
Remarques
- Dans 2008Le télescope spatial Hubble et l’observatoire Gemini ont découvert que l’explication derrière les particularités d’Omega Centauri pourrait être un trou noir caché en son centre.
Référence : « Étoiles en mouvement rapide autour d’un trou noir de masse intermédiaire dans ω Centauri » par Maximilian Häberle, Nadine Neumayer, Anil Seth, Andrea Bellini, Mattia Libralato, Holger Baumgardt, Matthew Whitaker, Antoine Dumont, Mayte Alfaro-Cuello, Jay Anderson, Callie Clontz, Nikolay Kacharov, Sebastian Kamann, Anja Feldmeier-Krause, Antonino Milone, Maria Selina Nitschai, Renuka Pechetti et Glenn van de Ven, 10 juillet 2024, Nature.
DOI : 10.1038/s41586-024-07511-z
Le télescope spatial Hubble est un projet de coopération internationale entre l’Agence spatiale européenne (ESA) et la NASA.
L’équipe internationale d’astronomes participant à cette étude est composée de M. Häberle (Institut Max Planck d’astronomie, Allemagne) [MPIA]), N. Neumayer (MPIA), A. Seth (Université de l’Utah, États-Unis [Utah]), A. Bellin (
” données-gt-translate-attributes = “[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]” tabindex=”0″ role=”link”>Institut des sciences du télescope spatialUSA)i, M. Libralato (AURA pour l’ESA et INAF), H. Baumgardt (Université du Queensland, Australie), M. Whitaker (Utah), A. Dumont (MPIA), MA Cuello (Universidad Central de Chile, Chili, et Space Telescope Science Institute, USA [STScI]), J. Anderson (STScI), C. Clontz (MPIA et STScI), N. Kacharov (Institut Leibniz d’astrophysique, Allemagne), S. Kamann (Université John Moores de Liverpool, Royaume-Uni [Liverpool]), A. Feldmeier-Krause (MPIA et Université de Vienne, Autriche [Vienna]), A. Milone (Université de Padoue, Italie), MS Nitschai (MPIA), R. Pechett (Liverpool) et G. van de Ven (Vienne).
Ce résultat utilise plusieurs programmes d’observation Hubble GO : 9442, 10252, 10775, 12193, 13066, 13606, 15594, 15764, 15857, 16380, 16384, 16520, 16968, 11452, 11011, 12094, 12339, 12353, 12580, 12694, 12700, 12714, 12802, 13100, 13570, 14031, 14393, 14550, 14759, 15000, 15593, 15594, 15733, 15857, 16117, 16514, 16441, 16588, 16777 et 17023.
2024-08-24 18:33:05
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