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Trois trous noirs au coeur d'une galaxie

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Le télescope spatial Chandra vient de révéler deux trous noirs intermédiaires au centre de la turbulente galaxie M 82. Ils résistent comme ils le peuvent au trou noir supermassif que l'on connaissait déjà.

L'image principale combine les observations du télescope spatial Hubble dans le visible (en vert et orange), celles du télescope Spitzer en infrarouge et celles de Chandra dans le domaine des rayons X en bleu. Crédit Nasa/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

Lancé il y a onze ans, le télescope Chandra poursuit brillamment sa carrière. Ses observations dans le domaine des rayons X continuent de nous révéler le monde étrange des trous noirs et d'autres objets célestes exotiques (étoiles à neutrons et supernovae). Dernière cible pointée, la galaxie spirale M 82 (Messier 82), connue également sous le nom de galaxie du Cigare.

Située à 12 millions d'années-lumière dans la constellation de la Grande Ourse, elle fut découverte en 1774 par l'astronome Bode. C'est une galaxie très tourmentée, victime des forces gravitationnelles exercées par sa voisine M 81 qu'elle a croisée il y a quelques centaines de millions d'années. On connaît assez bien la galaxie du Cigare, objet de prédilection de nombreux astronomes. On sait par exemple que son cœur est régulièrement secoué de violentes explosions produites par des supernovae, lesquelles expulsent de grandes quantités de vents stellaires à l'origine d'une immense bulle magnétique autour de la galaxie.

On sait également que M 82 fabrique beaucoup plus d'étoiles que les autres galaxies, des flambées d'étoiles nouvelles provoquées par les perturbations gravitationnelles dont M 81 est à l'origine. Grâce aux observations récentes de Chandra qui en a sondé le cœur, on a découvert non pas un mais trois trous noirs dans le noyau de la galaxie.

La majestueuse galaxie M 81 (à gauche) est à l'origine des perturbations gravitationnelles qui déforment sa voisine M 82. Crédit R. Zmaritsch et A. Gross

Des trous noirs troublants

L'existence d'un trou noir supermassif de plusieurs millions de masses solaires au cœur de M 82 était déjà établie. Jusque-là rien de bien extraordinaire, puisque l'on connaît ce phénomène dans la plupart des galaxies, comme par exemple dans M 77 et même dans notre propre Voie lactée.

Mais les observations de Chandra ont révélé deux autres trous noirs intermédiaires, c'est le nom donné à ces objets trop gros pour des trous noirs stellaires et trop petits pour des trous noirs supermassifs. Le premier se trouve à environ 300 années-lumière du trou noir supermassif et sa masse est comprise entre 12.000 et 43.000 fois celle du Soleil. Les scientifiques l'ont surnommé X42.3+59. Le second, X41.4+60, est plus éloigné (600 années-lumière) et plus petit avec une masse comprise entre 200 et 800 masses solaires. Ces trous noirs intermédiaires intriguent les chercheurs. Comment ont-ils pu résister à l'action destructrice du trou noir dominant ? Ont-ils joué un rôle dans sa formation ? Servent-ils à l'alimenter ?

Si la réponse aux deux dernières questions est positive, il faut s'attendre à découvrir d'autres trous noirs intermédiaires au cœur des galaxies. Une quête qui pourrait bien incomber à Chandra, à ce jour le télescope le plus efficace dans le domaine des rayons X.

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