Skip to content

Un trou noir de taille moyenne insaisissable qui déchirait une étoile capricieuse a été repéré par des astronomes utilisant le télescope spatial Hubble.

Une équipe d'astronomes a trouvé l'objet stellaire – connu sous le nom de “ trou noir de masse intermédiaire '' – à 740 millions d'années-lumière de distance en utilisant des observatoires Hubble et X-ray.

Les experts de l'Université du New Hampshire à Durham disent qu'il est environ 50 000 fois plus grand que le Soleil et est un «chaînon manquant» dans l'évolution de l'univers.

Ils disent qu'il est plus grand que les trous noirs créés par l'effondrement des étoiles géantes mais plus petit que les trous noirs supermassifs au centre des galaxies.

Le télescope spatial Hubble de la NASA repère un trou noir géant insaisissable

L'impression de cet artiste représente une étoile déchirée par un trou noir de masse intermédiaire (IMBH), entourée d'un disque d'accrétion – c'est-à-dire un cercle de matière et de gaz entourant le trou noir dont elle se nourrit.

Contrairement aux trous noirs géants au centre des galaxies, comme le Sagittaire a * dans la Voie lactée, des trous noirs de masse intermédiaire (IMBH) peuvent être trouvés dans d'autres parties d'une galaxie.

Ce type de trou noir est difficile à trouver et dans ce cas, il n'a été découvert qu'en raison de son interaction avec l'étoile capricieuse.

Cette découverte a utilisé la vue du télescope spatial Hubble, de l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA et de l'observatoire de la mission multi-miroirs à rayons X de l'Agence spatiale européenne.

"Les trous noirs de masse intermédiaire sont des objets très insaisissables, et il est donc essentiel d'examiner attentivement et d'exclure des explications alternatives pour chaque candidat", a déclaré Dacheng Lin de l'Université du New Hampshire.

Le télescope spatial Hubble de la NASA repère un trou noir géant insaisissable

Le cercle blanc sur cette image du télescope spatial Hubble montre le trou noir de taille moyenne qui pèse 50000 fois la masse du Soleil. La zone blanche géante à côté est une galaxie voisine

Lin et son équipe ont pu utiliser Hubble pour suivre les indices qu'il pourrait s'agir d'un trou noir de masse intermédiaire repéré par l'observatoire de rayons X de Chandra.

En 2006, ces satellites à haute énergie ont détecté une puissante fusée de rayons X, mais il n'était pas clair s'ils provenaient de l'intérieur ou de l'extérieur de notre galaxie.

Les chercheurs l'ont attribuée à une étoile déchirée après s'être approchée trop près d'un objet compact puissant par gravité, comme un trou noir.

"L'ajout de nouvelles observations aux rayons X nous a permis de comprendre la production totale d'énergie", a déclaré Natalie Webb, membre de l'équipe de l'Université de Toulouse en France.

«Cela nous aide à comprendre le type d'étoile perturbé par le trou noir.»

Le destroyer éloigné n'a pas de nom inspirant – il provenait d'une source de rayons X appelée 3XMM J215022.4−055108 et n'a pas été trouvé au centre d'une galaxie.

C'est là que se trouvent toujours les trous noirs – en particulier la variété supermassive.

La position de 3XMM loin du centre a suscité l'espoir qu'un IMBH était le coupable, mais d'abord une autre source possible de la fusée aux rayons X a dû être exclue:.

Ils devaient déterminer qu'elle n'était pas venue d'une étoile à neutrons dans notre propre galaxie de la Voie lactée, se refroidissant après avoir été chauffée à une température très élevée.

Les étoiles à neutrons sont les restes extrêmement denses d'une étoile éclatée.

Hubble a été pointé sur la source de rayons X pour déterminer son emplacement précis et une imagerie profonde et haute résolution a confirmé que les rayons X émanaient non pas d'une source isolée de notre galaxie, mais plutôt d'un amas d'étoiles lointain et dense.

Cet amas sombre était à la périphérie d'une autre galaxie – juste le genre d'endroit où les astronomes s'attendaient à trouver des preuves d'une IMBH.

Le télescope spatial Hubble de la NASA repère un trou noir géant insaisissable

Hubble découvre Black Holes dans des endroits inattendus. Ceci est une impression d'artiste de ce à quoi pourrait ressembler un trou noir de masse intermédiaire lorsqu'il ne consomme pas une étoile

Le télescope spatial Hubble de la NASA repère un trou noir géant insaisissable

Il s'agit d'une image à champ large montrant la zone où le trou noir nommé 3XMM J215022.4−055108 a été détecté mais il est trop petit et trop sombre pour être visible dans cette vue.

Des recherches antérieures de Hubble ont montré que plus la galaxie est massive, plus son trou noir est massif.

Ce nouveau résultat suggère que l'amas d'étoiles qui abrite 3XMM pourrait être le noyau dépouillé d'une galaxie naine de masse inférieure qui a été perturbée par la gravitation et la marée par ses interactions étroites avec sa plus grande galaxie hôte actuelle.

Les IMBH ont été particulièrement difficiles à trouver car ils sont plus petits et moins actifs que les trous noirs supermassifs.

Ils ne disposent pas de sources de carburant facilement disponibles, ni d'une attraction gravitationnelle suffisamment forte pour attirer constamment des étoiles et d'autres matériaux cosmiques et produire la lueur radiographique révélatrice.

Les astronomes doivent donc attraper un IMBH en flagrant délit dans l'acte relativement rare d'avaler une étoile.

Lin et ses collègues ont passé au peigne fin les archives de données XMM-Newton, recherchant des centaines de milliers de sources pour trouver des preuves solides pour ce candidat IMBH.

Une fois trouvée, la lueur des rayons X de l'étoile déchiquetée a permis aux astronomes d'estimer la masse du trou noir.

Le télescope spatial Hubble de la NASA repère un trou noir géant insaisissable

Le trou noir, nommé 3XMM J215022.4−055108, peut être vu comme une petite tache noire au milieu de cette image – il est à peine visible contre le champ de ciel rempli d'étoiles noires

Le télescope spatial Hubble de la NASA repère un trou noir géant insaisissable

Hubble était nécessaire pour localiser l'emplacement du trou noir à la lumière visible. L'imagerie profonde et haute résolution de Hubble montre que le trou noir se trouve à l'intérieur d'un amas dense d'étoiles bien au-delà de notre galaxie de la Voie lactée. On les trouve dans des amas d'étoiles qui semblent très brillants à distance

L'équipe de recherche affirme que la confirmation d'un IMBH ouvre la porte à la possibilité que beaucoup plus se cachent non détectés dans l'obscurité.

Les trouver, c'est attendre qu'ils se révèlent – ce qui les amène à grignoter une étoile passant trop près.

Lin prévoit de poursuivre ce travail de détective méticuleux, en utilisant les méthodes que son équipe a réussies.

"L'étude de l'origine et de l'évolution des trous noirs de masse intermédiaire donnera enfin une réponse sur la façon dont les trous noirs supermassifs que nous trouvons au centre de galaxies massives ont vu le jour", a ajouté Webb.

Le télescope spatial Hubble de la NASA repère un trou noir géant insaisissable

Lin et son équipe ont pu utiliser Hubble pour suivre les indices qu'il pourrait s'agir d'un trou noir de masse intermédiaire repéré par l'observatoire aux rayons X de Chandra – photo

Les trous noirs sont l'un des environnements les plus extrêmes connus de l'humanité et fournissent un excellent terrain d'essai pour les lois de la physique.

L'équipe dit que même si cela répond à certaines questions sur la façon dont les trous noirs se forment ou où ils peuvent apparaître, cela laisse plus de questions sans réponse.

Il s'agit notamment de savoir si un trou noir supermassif peut se développer à partir d'un IMBH ou comment les IMBH eux-mêmes se forment.

Lin dit que lui et d'autres astronomes du trou noir trouvent qu'ils ont beaucoup plus de questions passionnantes à poursuivre.

Les résultats ont été publiés dans The Astrophysical Journal Letters.

QUE SONT LES TROUS NOIRS?

Les trous noirs sont si denses et leur attraction gravitationnelle est si forte qu'aucune forme de rayonnement ne peut leur échapper – pas même la lumière.

Ils agissent comme des sources de gravité intenses qui aspirent la poussière et le gaz autour d'eux. On pense que leur attraction gravitationnelle intense est ce que les étoiles dans les galaxies tournent autour.

La manière dont ils se forment est encore mal connue. Les astronomes pensent qu'ils peuvent se former lorsqu'un grand nuage de gaz jusqu'à 100 000 fois plus grand que le soleil s'effondre dans un trou noir.

Beaucoup de ces graines de trous noirs fusionnent ensuite pour former des trous noirs supermassifs beaucoup plus grands, qui se trouvent au centre de toutes les galaxies massives connues.

Alternativement, une graine de trou noir supermassif pourrait provenir d'une étoile géante, environ 100 fois la masse du soleil, qui se forme finalement en un trou noir après avoir manqué de carburant et s'effondrer.

Lorsque ces étoiles géantes meurent, elles deviennent également des «supernova», une énorme explosion qui expulse la matière des couches externes de l'étoile dans l'espace lointain.