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Deux trous noirs supermassifs s’invitent sur la photo d’Andromède

Crédits : Rayon X : NASA/CXC/Univ. of Washington/T.Dorn-Wallenstein et al.; Optical: NASA/ESA/J. Dalcanton, et al. & R. Gendler

Une photo de notre voisine galactique, la galaxie d’Andromède, révélait il y a quelques jours une belle surprise — une source de rayons X initialement pensée à l’intérieur de la galaxie s’est avérée être 1 000 fois plus lointaine.

S’appuyant sur les données de l’observatoire à rayons X Chandra, de la NASA, et sur des télescopes optiques au sol, une équipe d’astronomes tombait il y a quelques jours sur un trou noir supermassif binaire qui pourrait être le plus étroitement associé jamais découvert. Baptisé J0045 + 41, les astronomes pensaient initialement qu’il s’agissait d’une étoile située dans la galaxie d’Andromède, à 2,5 millions d’années-lumière, la « patronne » du Groupe Local qui fusionnera probablement avec la Voie lactée dans 4 milliards d’années.

« Nous cherchions un type spécial d’étoile dans M31 (Andromède) et nous pensions en avoir trouvé un », explique Trevor Dorn-Wallenstein, de l’Université de Washington à Seattle. « Nous avons été surpris et excités de trouver quelque chose de bien plus étrange !« . Effectivement, ce qui, au premier abord, se définissait comme une paire d’étoiles orbitant l’une autour de l’autre tous les 76 jours environ, s’est finalement révélée être une paire de trous noirs supermassifs en orbite serrée située non pas à 2,5 millions d’années-lumière dans la galaxie d’Andromède, mais à 2,6 milliards d’années-lumière en arrière plan.

Combinés, les deux trous noirs auraient ainsi une masse totale de 200 millions de fois celle du Soleil. Pour mettre cela en perspective, le trou noir au centre de notre galaxie, Sagittaire A*, a une masse d’environ 4 millions de fois la masse du Soleil. Par ailleurs, ces deux trous noirs orbitent l’un autour de l’autre à une distance de seulement quelques centaines de fois la distance entre la Terre et le Soleil, soit à moins d’un centième d’une année-lumière de distance.

Les chercheurs suggèrent ici que chacun de ces deux trous noirs orbitait jadis au centre d’une galaxie, se rassemblant lorsque les deux galaxies ont fusionné. Ils s’attirent aujourd’hui lentement par la force de gravité, emballés dans un tango de la mort qui, dans quelques milliers d’années, les mènera à entrer en collision. Parce que les chercheurs sont incapables aujourd’hui de déterminer la masse exacte de chacun des trous noirs, ils ne peuvent établir un calendrier précis pour cette collision. Cela pourrait être entre 350 et 360 000 ans, disent-ils.

Vous retrouverez tous les détails de cette étude dans The Astrophysical Journal.

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