Ils découvrent un trou noir inhabituel dans notre galaxie (et très peu de trous similaires ont été découverts dans l’univers)

Ils viennent de détecter un trou noir extraordinaire dans notre galaxie. Ils l’ont localisé après une étude approfondie de plus de 500 images de l’amas globulaire Oméga Centaure enregistré par le Le télescope spatial Hubble pendant deux décennies. Il s’agit d’un trou noir de masse intermédiaire, ce qui indique qu’il pourrait s’agir du lien manquant dans l’évolution de ces objets attractifs du cosmos.

Comment l’ont-ils trouvé ? Les scientifiques ont observé un mouvement caractéristique de sept étoiles tournant autour d’une région supposément vide de l’espace.

L’étrange danse des étoiles

La découverte a été publiée dans le revue prestigieuse Nature. Ce n’est pas la première fois que des chercheurs détectent cette étrange danser d’étoiles autour d’un objet invisible et très compact dans le cosmos.

Des exemples récents incluent Gaia BH3, le trou noir stellaire le plus massif le plus proche de la Terre, ou le gigantesque Sagittarius A*, le trou noir supermassif situé au centre de notre galaxie.

Cependant, c’est la première fois que les astronomes disposent de preuves très solides de l’existence d’un trou noir de masse intermédiaire dans la Voie Lactée (IMBH). Il s’agit d’un objet très rare, du moins à ce jour, dont il existe peu de preuves dans l’univers.

Ces trous noirs de masse intermédiaire constituent le liens manquants dans l’évolution des trous noirs dont la masse varie entre 150 et 100 000 fois la masse du Soleil.

Alors, dans quelles régions du cosmos se trouvent-ils habituellement et comment sont-ils originaires ?

Des millions d’étoiles regroupées

Les étoiles apparaissent généralement groupées dans le ciel. Sur cent systèmes stellaires, 23 contiennent trois étoiles ou plus, 47 sont des étoiles doubles et seulement 30 sont des étoiles isolées comme notre Soleil..

Au sein du premier groupe, nous trouvons des amas globulaires. Ce sont des associations sphériques d’étoiles liées gravitationnellement qui gravitent généralement autour d’un noyau galactique. Ils peuvent atteindre des diamètres de centaines d’années-lumière et abritent des millions d’étoiles, principalement les plus anciennes de la galaxie (appartenant à ce qu’on appelle Population IIavec une teinte rougeâtre).

Situé à Omega Centauri

Dans un amas globulaire appelé Oméga Centaure (NGC 5139), situé à environ 17 000 années-lumière de la Terre, des preuves de la présence de ce trou noir inhabituel de masse intermédiaire ont été trouvées.

Omega Centauri contient environ 10 millions d’étoiles et est 10 fois plus massif que les autres grands amas globulaires. Il a autant de masse qu’une petite galaxie et constitue l’amas globulaire le plus grand et le plus brillant connu dans la Voie Lactée.

Située dans la constellation du Centaure, c’est l’une des images les plus précieuses du ciel nocturne de l’hémisphère sud, atteignant pratiquement la taille de la pleine Lune lorsqu’elle est observée depuis des zones mal éclairées. Dans l’hémisphère nord, Omega Centauri n’est visible que jusqu’à la latitude 43ºN, à l’exclusion de l’Europe centrale, de la Russie et du Canada.

La taille de Neptune

L’étude des photographies d’Omega Centauri obtenues par le télescope spatial Hubble a fait remarquer aux chercheurs un curieux phénomène dans la région centrale : sept étoiles se déplacent à des vitesses très caractéristiques autour d’une région théoriquement vide du cosmos.

Les vitesses de ce groupe sélectionné d’étoiles sont si élevées qu’elles devraient quitter l’amas globulaire à un moment donné. À moins qu’un corps invisible et très massif ne les attire gravitationnellement vers le centre, empêchant leur fuite d’Omega Centauri.

Et quel objet invisible serait capable d’un tel exploit ?

Les auteurs de l’étude suggèrent que seul un trou noir d’au moins 8 200 masses solaires en serait capable, même si diverses simulations fixeraient une limite supérieure à 50 000 fois la masse de notre Soleil. distingué club de trous noirs de masse intermédiaire au moins de la taille de la planète Neptune.

Le chaînon manquant dans les trous noirs

Comment sont nés ces types de trous noirs, à mi-chemin entre les trous stellaires et les trous supermassifs ?

Une enquête récente dirigée par la scientifique Michiko Fuiji, de l’Université de Tokyo, suggère que les amas globulaires constituent des régions avec une probabilité plus élevée de formation de ces objets de masse intermédiaire. Et la raison en est le nombre élevé d’étoiles très proches les unes des autres.

Selon Fuiji, des collisions stellaires incontrôlées doivent se produire dans ces amas, formant des étoiles très massives pouvant atteindre dix mille fois la masse solaire. Ainsi, selon les modèles théoriques d’évolution stellaire, ces étoiles exceptionnellement massives pourraient à terme évoluer vers des trous noirs de masse intermédiaire, de trois à quatre mille fois la masse du Soleil.

Observations futures de James Webb

Il reste encore beaucoup de travail dans ce domaine de recherche étant donné que la masse exacte et la position spécifique de ce trou noir ne sont pas connues avec précision.

Les chercheurs utiliseront le télescope spatial James Webb et les nouveaux instruments du Le très grand télescope (VLT) de l’Observatoire européen austral au Chili pour observer plus en détail l’intérieur d’Omega Centauri et les vitesses stellaires.

Les recherches futures permettront d’en savoir plus sur ce trou noir atypique et inhabituel de notre galaxie.