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Des astronomes ont repéré dans la Voie lactée un trou noir aux particularités très convoitées

5 Sep 2017 | 1 commentaire

Un gros trou noir, qui se cache près du centre de la Voie lactée, pourrait constituer un indice important sur la façon dont les plus grands se forment.

Dans une étude publiée cette semaine, des scientifiques dirigés par Tomoharu Oka de l’université Keio à Yokohama, au Japon, confirme de la présence d’un trou noir avec une masse de cent mille fois celle du Soleil (masse solaire).

Le trou noir a été observé indirectement, suite à la détection de ce que les chercheurs appellent un “nuage moléculaire particulier, (nommé) CO-0.40-0.22”. En analysant soigneusement les densités de gaz présents dans le nuage, ils ont conclu qu’il comportait un très grand « objet compact » qui devait être un trou noir.

Image d’entête : un exemple de nuage moléculaire, celui du Rosette imagé par le télescope spatial Herschel. (ESA/ PACS & SPIRE Consortium/ HOBYS Key Programme Consortia)

La taille de celui-ci le classe dans la catégorie des tant recherchés trou noir (de masse)intermédiaire, considérablement plus grand qu’un trou noir stellaire, qui est formé par une étoile qui s’effondre et n’a qu’une masse de quelques fois celle du soleil. La découverte, pour les astronomes, est très importante, car elle représente le chainon manquant dans la formation des plus grands trous noirs.

Observations au télescope de la source lumineuse CO-0.40-0.22 (Oka et co/ arXiv)
nuage moleculaire-trou noir17

Il est largement admis que les galaxies extrêmement grandes contiennent en leurs centres des trous noirs supermassifs avec des masses entre un million et plusieurs milliards de fois celle du soleil, mais la façon dont ils se forment n’est pas claire.

Les mécanismes par lesquels ils grandissent sont inconnus, et il est difficile de le définir par le fait qu’ils semblent être apparus très tôt dans l’histoire de l’univers, ne se formant que quelques centaines de millions d’années après le Big Bang.

La principale théorie est qu’ils se développent lorsque les trous noirs intermédiaires qui sont créés lorsque plusieurs étoiles dans de jeunes amas se heurtent, fusionnent avec d’autres pour former des variantes supermassives. Cette idée, cependant, implique que les trous noirs intermédiaires soient relativement communs dans tout l’univers, ce qui n’a pas encore été prouvé.

Représentation artistique du nuage moléculaire tourbillonnant autour d’un trou noir de masse intermédiaire. (Université Keio)
nuage moleculaire-trou noir

Les trous noirs intermédiaires restent si rares, peut-être parce qu’ils sont difficiles à détecter et à mesurer, que jusqu’à récemment, leur existence même était mise en doute par certains astronomes. Ce n’est qu’en 2014 que des chercheurs de l’université du Maryland et de la NASA ont définitivement mesuré un trou noir avec une masse de 400 soleils et confirmé ainsi l’existence de cette classe de trou noir.

Des recherches conjointes entre l’Australie et les États-Unis ont confirmé cela plus tôt cette année, dans l’amas globulaire connu sous le nom de 47 Tucanae.

Il y a eu une poignée d’autres découvertes confirmées ou présumées de trous noirs intermédiaires au cours des dernières années, mais elles sont encore si rares que les résultats d’Oka et de ses collègues sont chaleureusement accueillis.

Selon les théories, les scientifiques notent que la Voie lactée devrait contenir entre 100 et 1 milliard de trous noirs, mais à ce jour, seulement 60 ont été trouvés. Une partie du reste devrait être, peut-être, des trous noirs intermédiaires.

Leur découverte fera plus que simplement éclairer le processus par lequel se forment les trous noirs supermassifs selon les chercheurs, qui précisent :

Ils augmenteront également les cibles pour rechercher des preuves probantes de la relativité générale. Cela contribuerait considérablement au progrès de la physique moderne.

L’étude publiée dans Nature Astronomy : Millimetre-wave emission from an intermediate-mass black hole candidate in the Milky Way.

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