La description et la croissance des trous noirs supermassifs ne sont pas encore bien comprises. Cependant, on savait que dans la plupart des cas, il existait une relation de coévolution entre la croissance de ces trous noirs et celle des galaxies massives. Grâce au VLTI de l’ESO avec l’instrument Gravity+, il a été possible de mesurer directement pour la première fois la masse d’un de ces trous noirs dans un territoire jusqu’ici inaccessible, et sa valeur ne correspond pas à ce que les modèles théoriques suggéraient.
Pour déterminer la masse d’un corps céleste, il est possible de la déduire du mouvement orbital d’un corps plus petit en orbite autour du premier. C’est ce que les prix Nobel de physique Andrea Ghez et Reinhard Genzel ont fait en mesurant pendant des décennies les mouvements d’étoiles en orbite rapprochée autour du trou noir supermassif au centre de la Voie lactée.
Il est possible de jouer à ce même jeu avec des étoiles et des nuages de gaz autour des trous noirs géants au cœur des grandes galaxies, mais cela devient de plus en plus difficile si l’on veut sonder des strates de lumière de plus en plus anciennes du cosmos et donc en observant des galaxies de plus en plus loin. Il faut un pouvoir de résolution suffisant pour distinguer les étoiles et les nuages proches en orbite et mesurer leurs vitesses.
Une version améliorée de Gravity a été utilisée récemment par une équipe d’astronomes dirigée par l’Institut Max-Planck de physique extraterrestre, et a réalisé une première mesure directe de la masse d’un trou noir supermassif situé à 11 milliards d’années-lumière avec l’instrument Gravity+. Même le James-Webb n’avait pas la résolution suffisante pour étudier des nuages de gaz en orbite autour du trou noir au centre de la galaxie SDSS J092034.17+065718.0. L’article remet en question notre compréhension de la croissance des trous noirs supermassifs dans l’Univers jeune.
En effet, le trou noir de J0920 est environ quatre fois moins massif que ce qui était prévu, compte tenu de la masse de sa galaxie hôte, qui est d’environ 60 milliards de masses solaires. Ce résultat brise une relation de proportionnalité entre la masse d’un trou noir supermassif et celle de la galaxie l’hébergeant, indiquant ainsi un retard dans la croissance du trou noir par rapport à la galaxie.
Il reste à démontrer si ce scénario est un mode dominant de coévolution pour d’autres galaxies et leurs trous noirs centraux. Gravity+ est encore en cours d’amélioration pour l’interféromètre du Très grand télescope (VLTI) de l’ESO, et pourra donner directement les masses de nombreux trous noirs supermassifs au cœur de galaxies lointaines. Cela permettra de préciser nos idées et modèles sur la coévolution des trous noirs et des galaxies pendant une large partie de l’histoire du cosmos.
#première #mesure #directe #masse #dun #trou #noir #milliards #dannéeslumière #surprend #les #cosmologistes
publish_date] pt]
