Des astronomes ont repéré trois trous noirs supermassifs sur le point de subir une collision titanesque. © geralt, Pixabay License

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Trois trous noirs sur le point d’entrer en collision

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Des astronomes ont découvert, à pas moins d'un milliard d'années-lumière de notre Terre, un système de trois galaxies en collision. Trois galaxies qui abritent chacune un trou noir supermassif actif. Une découverte exceptionnelle qui aura nécessité de mobiliser de nombreux instruments au sol comme dans l'espace.

Le système est connu sous le nom de SDSS J084905.51 + 111447.2 ou un peu plus « simplement » SDSS J0849 + 1114. Il se trouve à pas moins d'un milliard d'années-lumière de notre Terre. Et il constitue, selon Ryan Pfeifle, astronome à l'université George Mason de Fairfax (États-Unis), « la preuve la plus solide à ce jour de l'existence de systèmes triples de trous noirs supermassifs actifs ».

Rappelons que la plupart des grandes galaxies abritent en leur cœur un trou noir supermassif dont la masse atteint parfois des milliards de fois celle de notre Soleil. Certains sont comme au repos. Ils se nourrissent de nuages de gaz et de poussières qui passent aux alentours. D'autres sont plus voraces. Pour eux, l'occasion semble faire le larron. Car c'est la présence de « nourriture » en abondance qui les rend si particulièrement actifs. Et notamment, les collisions entre galaxies. Un phénomène qui a tendance à propulser la matière vers le centre des galaxies où l'attendent les fameux trous noirs supermassifs actifs.

Les chercheurs espèrent pouvoir s’appuyer sur la même méthode pour trouver d’autres systèmes triples de trous noirs supermassifs actifs. Même s’ils continuent de les imaginer plutôt rares, ils pensent qu’ils jouent un rôle crucial dans la façon dont les galaxies évoluent au fil du temps. © X-ray : R. Pfeifle et al., Nasa/CXC/George Mason University ; Optical : SDSS & Nasa/STScI

Un phénomène qui a malheureusement aussi tendance à masquer ces trous noirs de poussières et autres nuages de gaz. Rendant ce genre de système difficile à détecter. Alors pour débusquer ce qui est en train de se jouer du côté de SDSS J0849 + 1114, les astronomes n'ont pas lésiné sur les moyens. C'est d'abord le Sloan Digital Sky Survey (SDSS) du Nouveau-Mexique (États-Unis) qui est entré en jeu pour imager le système dans l'optique. Ce sont ensuite des citoyens-scientifiques participant au projet Galaxy Zoo qui ont identifié le système comme un système de trois galaxies en collision.

Le problème du parsec final résolu ?

Puis, les données de la mission spatiale Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de la Nasa ont montré que le système brille intensément dans l’infrarouge. Un indice laissant supposer que plusieurs trous noirs profitent de la collision en cours pour s'alimenter massivement. Pour confirmer ces soupçons, les astronomes se sont tournés vers Chandra qui a effectivement révélé des sources de rayons X intenses au centre de chacune des galaxies en jeu.

Animation des trois galaxies en collision. © Nasa, CXC, A. Hobart

Chandra et NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la Nasa ont aussi mis en évidence de grandes quantités de gaz et de poussières aux alentours. Des quantités typiques d'un système de trous noirs en fusion. Quant au grand télescope binoculaire (LBT), il a montré des signatures spectrales caractéristiques des matériaux consommés par les trois trous noirs supermassifs.

Les simulations informatiques estiment que 16 % des paires de trous noirs supermassifs au cœur de galaxies en cours de collision ont dû précédemment interagir avec un troisième trou noir supermassif. De quoi peut-être résoudre le problème connu des astronomes sous le nom de problème du parsec final. Car l'influence d'un troisième trou noir pourrait constituer une force suffisante à rapprocher les trous noirs jusqu'à les faire se fondre les uns dans les autres.

  • Le système baptisé SDSS J0849 + 1114 est formé de trois galaxies en collision.
  • Trois galaxies qui abritent des trous noirs supermassifs actifs.
  • Une découverte exceptionnelle réalisée à l’aide de nombreux instruments astronomiques, au sol comme dans l’espace.
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