Les astronomes ont utilisé le télescope Hobby-Eberly à l’observatoire McDonald (Université du Texas à Austin) pour mesurer la masse de ce qui pourrait être le trou noir le plus massif, avec 17 milliards de masse solaire, dans la galaxie NGC 1277. L’inhabituel trou noir représente 14 % de la masse de sa galaxie, plutôt que l’habituel 0,1 %. Cette galaxie et plusieurs autres dans la même étude pourraient changer les théories sur la façon dont les trous noirs et les galaxies se forment et évoluent.

Image d’entête : la galaxie lenticulaire NGC 1277 prise avec le télescope spatial Hubble. Cette petite galaxie aplatie contient l’un des plus gros trous noirs jamais trouvés. Avec 17 milliards de masses solaires, le trou noir pèse 14 % de la masse totale de la galaxie.

NGC 1277 se trouve à 220 millions d’années-lumière dans la constellation de Persée. La galaxie fait seulement 10 % de la taille et de la masse de notre propre Voie lactée. Malgré la petite taille de NGC 1277, le trou noir en son centre est 11 fois plus large que l’orbite de Neptune autour du Soleil.

Ci-dessous : Ce diagramme présente une comparaison du diamètre du trou noir de 17 milliards de masses solaire au coeur de galaxie NGC 1277, avec l’orbite de Neptune autour du Soleil. Le trou noir est 11 fois plus larges que l’orbite de Neptune. Montré ici dans deux dimensions, “le bord” du trou noir est vraiment une sphère. On appelle cette limite “l’horizon des évènements” le point de l’autre côté duquel, une fois traversé, ni la matière, ni la lumière ne peuvent en revenir. (D. Benningfield/K. Gebhardt/StarDate)

Selon Karl Gebhardt membre de l’équipe de l’Université du Texas à Austin :

C’est presque uniquement un trou noir. Cela pourrait être le premier objet d’une nouvelle classe de systèmes de trous noirs galactiques.

En outre, les plus gros trous noirs ont été trouvés dans des galaxies géantes appelées ”elliptiques”, mais celui-ci a été observé dans  une galaxie relativement petite en forme de lentille (dans le jargon astronomique, une “galaxie lenticulaire« ). La  finalité de l’étude est de mieux comprendre comment les trous noirs et les galaxies forment et grandissent ensemble, un processus qui n’est pas bien compris.

Selon l’auteur principal de l’étude, Remco van den Bosch, qui commencé ce travail à l’Université du Texas à Austin pour le finir à l’Institut Max Planck, Heidelberg, Allemagne :

À l’heure actuelle, il existe trois mécanismes complètement différents qui tous prétendent expliquer le lien entre la masse du trou noir et les galaxies qui les accueillent. Nous ne savons pas encore laquelle de ces théories est la meilleure.

Le problème c’est le manque de données. Les astronomes connaissent la masse de moins de 100 trous noirs au sein des galaxies. Mais mesurer la masse d’un trou noir est difficile et prend du temps. Ainsi, l’équipe a élaboré le HET Massive Galaxy Survey pour ce concentrer sur un nombre de galaxies qui étaient intéressantes à suivre.

Nous avons choisi un très large échantillon de galaxies les plus massives et les plus proches dans l’univers, pour en savoir plus sur la relation entre les trous noirs et leurs galaxies hôtes.

L’équipe, qui continu son travail de recherche, en a étudié 700 de leurs 800 galaxies avec l’HET.

Ci-dessous : Le groupe de galaxie de Persée dans lequel se loge la galaxie NGC 1277. Toutes les galaxies elliptiques et les galaxies jaunes et rondes dans l’image sont trouvés dans ce groupe. NGC 1277 est une galaxie relativement compacte comparée aux galaxies qui l’entourent. Le groupe de Persée est à 250 millions d’années-lumière de chez nous. (David W. Hogg, Michael Blanton)

Dans leur dernier document de recherche, l’équipe se concentre sur les six premières galaxies les plus massives. Ils ont constaté que l’une d’elle, NGC 1277, avait déjà été photographiée par le télescope spatial Hubble. Cela a fourni des mesures de sa luminosité à des distances différentes de son centre. Lorsqu’elles ont été combinées avec les données de l’HET et les divers modèles traités par supercalculateur, le résultat était un trou noir de 17 milliards de soleils (à 3 milliards + ou – près). La masse de ce trou noir était beaucoup plus élevée que prévu. Il amène à penser que les galaxies très massives ont un processus physique différent dans la façon dont leurs trous noirs se développent.

L’annonce sur le site de  l’Université du Texas : Texas Astronomers Measure Most Massive, Most Unusual Black Hole Using Hobby-Eberly Telescope et l’étude publiée sur Nature : An over-massive black hole in the compact lenticular galaxy NGC 1277.