3 mars 2019

 

Les énigmatiques et insaisissables trous noirs de "masse intermédiaire"

 
Alors que nous connaissons des trous noirs allant de trois à cinq masses solaires jusqu'à plusieurs millions, ou milliards de masses solaires, personne n'en avait jamais mis en évidence de masse intermédiaire, alors que notre propre galaxie, la Voie Lactée, devrait en renfermer une centaine de millions.

La force de gravitation des trous noirs est telle que toute matière, ou toute forme de rayonnement, y compris la lumière, ne peut s'en échapper. Seule la force d'attraction qu'ils exercent sur leur environnement permet d'en déduire l'existence, de les situer et d'évaluer leur masse. C'est le cas pour les trous noirs stellaires, résultant de l'effondrement d'une étoile géante en supernova, ainsi que pour les trous noirs supermassifs qui se trouvent au centre de la plupart des galaxies. Mais alors que des millions de trous noirs isolés de masse dite "intermédiaire" devraient exister au sein même de notre Voie Lactée, ceux-ci demeuraient au stade de simple conjecture, par manque de moyen de détection.
 

 

En 2012, le plus gros trou noir de l'histoire a été découvert dans la galaxie NGC 1277 situé à 220 millions d’années-lumière dans la constellation de Persée. Il aurait une masse de 17 milliards de masses solaires et représente 14 % de la masse de sa propre galaxie. En 2017, ce trou noir aurait été détrôné par TON 618, un quasar situé à 10,4 milliards d'années-lumière, pesant 66 milliards de masses solaires.

 


C'est en observant le déplacement d'un nuage de gaz répertorié sous l'appellation HCN-0.009-0.044 situé à environ 25.000 années-lumière dans la constellation du Sagittaire, près du centre de la galaxie, et en faisant appel au radiotélescope ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array), qu'une équipe de recherche dirigée par Shunya Takekawa de l'Observatoire astronomique national du Japon s'est aperçue que cette formation tourbillonnait autour d'un objet massif et pourtant invisible.

"Les analyses cinématiques détaillées du nuage de gaz ont révélé qu'une masse énorme, 30.000 fois supérieure à celle du Soleil, était concentrée dans une région beaucoup plus petite que notre système solaire. Ceci, et l'absence d'objet observé à cet endroit, suggèrent fortement la présence d'un trou noir de masse intermédiaire. En analysant d'autres nuages anormaux, nous espérons pouvoir mettre en évidence d'autres trous noirs du même type", annonce Shunya Takekawa.

Les astronomes pensent que les petits trous noirs fusionnent entre eux et se développent progressivement, mais personne n’avait jamais découvert de ces trous noirs de masse intermédiaire, de "seulement" quelques centaines ou quelques milliers de fois la masse du Soleil.

Tomoharu Oka, professeur à l'Université Keio et chef de l'équipe, ajoute : "Il est significatif que ce trou noir de masse intermédiaire ait été découvert à seulement 20 années-lumière du trou noir supermassif du centre de notre galaxie. A terme, il finira par tomber dans le trou noir supermassif, tout comme le nuage de gaz qui l'entoure s'y précipite actuellement. Cela soutient le modèle de croissance des trous noirs par fusion."

Jean Etienne

Sources principales :

Hiding Black Hole Found. National Astronomical Observatory of Japan, Inter-University Research Institute Corporation National Institutes of Natural Sciences, 28 février 2019.
Indication of Another Intermediate-mass Black Hole in the Galactic Center. The Astrophysical Journal Letters, 17 janvier 2017.
 

 

 
Vue d'artiste de HCN-0.009-0.044. Crédit : National Astronomical Observatory of Japan.
 

 

 
 
 

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