C’est dans la périphérie de la toute proche galaxie d’Andromède que des astronomes de l’université de l’Utah (États-Unis) viennent de mettre la main sur un trou noir intermédiaire. © Sebastian, Adobe Stock
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Un type rare de trou noir découvert près de notre Galaxie

ActualitéClassé sous :trou noir , galaxie naine , télescope spatial

Les plus belles découvertes se font parfois... juste à côté de chez soi. Pour cette fois, dans la galaxie d'Andromède, la galaxie spirale la plus proche de la nôtre. Les astronomes viennent d'y trouver un trou noir de taille intermédiaire.

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Dans la famille des trous noirs, il y a les trous noirs supermassifs. Ceux que l'on trouve tapis au cœur des galaxies. De véritables monstres dont la masse peut dépasser plusieurs milliards de fois celle de notre Soleil. Il y a aussi les trous noirs stellaires. Qui naissent de l'effondrement d'une étoile. Ceux-là présentent une masse de l'ordre d'une dizaine de masses solaires. Et plus petits que les premiers, mais plus gros que les seconds, il y a les très justement nommés trous noirs intermédiaires.

Alors même que leur masse peut atteindre plusieurs milliers de fois celle de notre Soleil, ceux-là restent très difficiles à dénicher. Mais aujourd'hui, des chercheurs de l’université de l’Utah (États-Unis) annoncent avoir mis la main sur l'un d'entre eux. Dans une galaxie toute proche de la nôtre, la galaxie d'Andromède (M31), une galaxie spirale elle aussi, située à seulement 2,55 millions d'années-lumière de notre Système solaire. Caché dans ce que les astronomes ont longtemps pris pour un amas globulaire. Un amas d'étoiles nommé B023-G078.

La seule fois que B023-G078 a été observé, les chercheurs avaient pu déterminer sa masse globale. Environ 6,2 millions de masses solaires. Rien d'anormal. Mais faisant tout de même de lui l'un des objets les plus massifs de la galaxie d’Andromède. L'une des raisons pour lesquelles certains le considéraient comme le parfait candidat de « noyau dépouillé ». Comprenez que certains astronomes voyaient en B023-G078, non pas un amas globulaire, mais bien ce qui reste d'une galaxie naine dévorée par Andromède et qui aurait, au fil du temps, perdu ses étoiles périphériques.

Zoom sur B023-G078, un « noyau dépouillé » de la périphérie de la galaxie d’Andromède dans lequel des chercheurs de l’université de l’Utah (États-Unis) montrent qu’il se cache un trou noir intermédiaire. © Ivan Eder, HST ACS/HRC

D’autres « noyaux dépouillés » à étudier

« Nous savions qu'il devait exister, dans ce type d'objets, des trous noirs de masse intermédiaire. Mais nous n'en avions aucune preuve directe », précise Renuka Pechetti, auteur principale de l'étude, dans un communiqué de l’université de l’Utah. Et aujourd'hui, grâce à des données recueillies par l'observatoire Gemini et avec le télescope spatial Hubble, les chercheurs ont pu, en modélisant son profil lumineux, calculer la répartition de masse du mystérieux objet.

Alors que la forme des profils lumineux des amas globulaires est la même au centre et en périphérie, celle de B023-G078 s'aplatit sur les extérieurs. La composition chimique des étoiles change aussi. Au centre de B023-G078, les astronomes ont trouvé des étoiles plus riches en éléments lourds. Une structure « plus compliquée » caractéristique d'un « noyau dépouillé » qui se forme en plusieurs épisodes. 

Et c'est finalement en cherchant à prévoir la vitesse à laquelle les étoiles devraient se déplacer dans l'ex-galaxie naine que les astronomes ont confirmé la présence d'un trou noir intermédiaire. Le seul moyen de faire correspondre modèle et données observationnelles. « Les vitesses stellaires que nous obtenons nous donnent la preuve directe qu'il y a une sorte de masse sombre en plein centre de cet objet », confirme Renuka Pechetti. Un trou noir nécessairement de masse intermédiaire -- de l'ordre de 100.000 masses solaires. Comme il pourrait donc en exister dans d'autres « noyaux dépouillés ».

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