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Record : des trous noirs d'environ 10 milliards de masses solaires

ActualitéClassé sous :Astronomie , quasars , trou noir supermassif

Un groupe d'astrophysiciens a découvert deux trous noirs supermassifs au cœur de deux galaxies elliptiques, chacun presque deux mille cinq cents fois plus massif que le trou noir central de la Voie lactée. Il s'agit probablement des restes d'anciens quasars qui illuminaient l'univers à ses débuts.

Une vue d'artiste d'un des trous noirs géants au centre d'une galaxie. © Lynette Cook
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On devrait fêter en 2016 le centenaire de la publication par Einstein de la forme finale de sa théorie de la relativité générale. Les équations découvertes par Einstein contenaient diverses prédictions si stupéfiantes qu'il faudra des décennies pour qu'elles soient prises au sérieux. On peut citer, bien sûr, celles de l'expansion de l’univers et de la théorie du Big Bang, qui ne s'imposeront qu'après les travaux de pionniers comme Georges Lemaître et surtout la découverte du rayonnement fossile.

La prédiction la plus troublante est probablement celle des trous noirs, qui ne sera réellement considérée par la communauté scientifique qu'après la découverte des quasars et des étoiles à neutrons. Même après la découverte de Cygnus X1, des doutes étaient encore fréquents chez les astrophysiciens des années 1970.

Nous sommes aujourd'hui bien loin de cette époque. Nous savons que notre propre galaxie possède un trou noir supermassif central et nous traquons même les trous noirs dans les collisions du LHC

NGC 3842 (en haut à gauche) est la galaxie la plus brillante dans le riche amas de galaxies du Lion. Une image d’artiste montre son trou noir central, déformant fortement les images des étoiles environnantes par son puissant champ de gravitation. La taille de son horizon des événements vaut 200 fois l'orbite de la Terre, ou cinq fois celle de Pluton. L'influence gravitationnelle de ce trou noir s'étend sur une sphère de 4.000 années-lumière de diamètre. © Pete Marenfeld

Tous les quasars sont probablement des trous noirs supermassifs

Nous connaissons aussi plus de 60 trous noirs supermassifs dans des galaxies voisines, avec des masses allant de quelques millions à plusieurs milliards de masses solaires. Le record était détenu jusqu'à présent par la galaxie M87, arborant un trou noir de presque 6,3 milliards de fois la masse du Soleil.

Le lien établi entre les quasars et les trous noirs laisse penser que l'on connaît un nombre bien plus grand de galaxies contenant un trou noir central supermassif. Certains quasars, en effet, sont si lumineux que l'on est conduit à penser qu'il existe dans l'univers observable des trous noirs d'au moins 10 milliards de masses solaires. Une idée confortée par les simulations numériques de leur formation.

Si l'on en croit une publication récente dans Nature, c'est bel et bien le cas. En utilisant plusieurs télescopes au sol, dont les célèbres Gemini et Keck, une équipe d'astrophysiciens américains a en effet découvert deux monstres dans les galaxies elliptiques NGC 3842 et  NGC 4889.

Située dans la constellation du Lion à 320 millions d'années-lumière de la Voie lactée, NGC 3842 est la plus brillante de l'amas galactique du Lion et son trou noir supermassif contiendrait 9,7 milliards de masses solaires.

Située elle dans la constellation de la Chevelure de Bérénice, NGC 4889 est à 336 millions d'années-lumière de la Terre et la masse de son trou noir central devrait dépasser les 10 milliards de masses solaires.

Il est probable qu'il s'agisse là de deux restes d'anciens quasars qui brillaient intensément pendant les premiers milliards d'années de l'histoire de l'univers observable.

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