Des astronomes ont capturé un étrange phénomène jamais observé jusqu'à aujourd'hui : des galaxies naines très éloignées qui s'apprêtent à fusionner, accompagnées d'un trou noir géant en leur centre. Plus encore, ce ne sont pas une mais deux paires qui ont été détectées !

Deux nouveaux candidats de « noyaux galactiques actifs doubles » viennent d'être trouvés par une équipe de chercheurs, explique une étude acceptée dans The Astrophysical Journal et prépubliée sur ArXiv. Le phénomène est théorisé depuis longtemps mais encore très peu observé jusqu'à maintenant. Plus exactement, il s'agit d'une fusionfusion de trous noirs supermassifs, situés au centre de galaxies. Et pas n'importe lesquelles : des galaxies nainesgalaxies naines, avec moins d'un milliard d'étoilesétoiles. En comparaison, la Voie lactéeVoie lactée en contient 200 à 400 milliards !

Et ce type de fusion intéresse particulièrement, car les toutes premières galaxies, bien loin d'atteindre la taille de la Voie lactée, étaient des galaxies naines. Elles ont ensuite fusionné pour donner les galaxies que l'on connait actuellement. « La plupart des galaxies naines et des trous noirs de l'univers primitif sont probablement devenus beaucoup plus grands maintenant, grâce à des fusions répétées, a déclaré Brenna Wells dans un communiqué, coauteure de l'étude. D'une certaine manière, les galaxies naines sont nos ancêtres galactiques, qui ont évolué au cours de milliards d'années pour produire de grandes galaxies comme notre propre Voie lactée ».

Les deux paires de galaxies naines qui s'apprêtent à entrer en collision. © Nasa, CXC, Université de l'Alabama, M. Micic et <em>al.</em>
Les deux paires de galaxies naines qui s'apprêtent à entrer en collision. © Nasa, CXC, Université de l'Alabama, M. Micic et al.

Capturées grâce aux disques d'accrétion des trous noirs

Mises en images grâce à l'observatoire à rayons Xrayons X Chandra de la Nasa, les deux paires de galaxies nommées Mirabilis et Elstir & Vinteuil, se trouvent respectivement à 760 millions d'années-lumièreannées-lumière et 3,2 milliards d'années-lumière. C'est par le disque d'accrétion de leurs trous noirs centraux qu'elles ont été détectées : la matière qui tombe vers le trou noirtrou noir chauffe à des millions de degrés, et forme tout autour de l'astreastre un disque de plasma, émettant au passage une grande quantité de rayons X !

La première paire, Mirabilis, se trouve aux derniers stades de la fusion, et montre une longue queue causée par les effets de maréemarée de la collision. À l'inverse, Elstir & Vinteuil n'en est qu'à son commencement, et forme petit à petit un pont d'étoiles et de gazgaz qui relie les deux galaxies. « Les observations de suivi de ces deux systèmes nous permettront d'étudier les processus cruciaux pour comprendre les galaxies et leurs trous noirs en bas âge », a conclu Jimmy Irwin, coauteur de l'étude.