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Des milliers de trous noirs s’activent dans le centre de la Galaxie

Le centre de la Voie Lactée, avec des binaires de rayons X encerclés en rouge, d'autres sources de rayons X encerclées en jaune, et le Sagittaire A * encerclé en bleu au centre. Crédit: NASA / CXC / Université de Columbia / C. Hailey et al.

Il pourrait y avoir des centaines, voire des milliers de trous noirs de masse stellaire au centre de notre Galaxie. Selon un récent sondage mené dans le renflement galactique, ceux-ci seraient en orbite autour du trou noir supermassif de la Voie lactée.

Dans les années 1970, les astronomes ont compris qu’un trou noir supermassif se trouvait au centre de notre Galaxie. Situé à environ 26 000 années-lumière de la Terre entre les constellations du Sagittaire et du Scorpion, ce trou noir (Sagittaire A *) mesure 44 millions de kilomètres de diamètre. Il est également environ 4 millions de fois plus massif que notre Soleil, exerçant une attraction gravitationnelle gigantesque. Mais il ne serait pas seul, à en croire un récent sondage mené depuis l’Observatoire de rayons X Chandra de la NASA. Les astronomes ont en effet découvert des preuves de centaines – voire de milliers – de trous noirs situés près du centre de la Voie lactée.

Les trous noirs ne sont pas détectables en lumière visible. Cependant, les objets bloqués dans des binaires (avec un autre objet) tireront le matériel de leurs compagnons. Cette matière chauffée à des millions de degrés sera alors visible sous forme de rayons X qui peuvent ensuite être détectés. En utilisant les données de Chandra, les chercheurs ont donc cherché des rayons X de sources situées à environ 12 années-lumière de Sgr A *. Ils ont ensuite sélectionné ces sources avec des spectres de rayons X similaires à ceux des binaires X connus, qui émettent des quantités relativement importantes de rayons X à basse énergie. En utilisant cette méthode, ils ont détecté quatorze binaires de rayons X situés à moins de trois années-lumière de Sgr A *, qui contenaient tous des trous noirs de masse stellaire – entre 5 et 30 fois la masse de notre Soleil.

Étant donné que seuls les binaires X les plus brillants contenant des trous noirs sont susceptibles d’être détectables autour de Sgr A * (compte tenu de la distance de la Terre), les chercheurs estiment que cette détection implique l’existence d’une population beaucoup plus grande. Selon leurs estimations, il pourrait y avoir au moins 300 et jusqu’à un millier de trous noirs de masse stellaire autour de Sgr A *.

Ces résultats confirment ce que les études théoriques sur la dynamique des étoiles dans les galaxies ont indiqué dans le passé. Selon ces dernières, une large population de trous noirs de masse stellaire (jusqu’à 20 000) pourrait se rassembler autour d’un trou noir supermassif dans une galaxie. Ici, c’est en revanche la première preuve observationnelle de trous noirs se rassemblant près de Sgr A *.

Cette étude est par ailleurs importante dans le domaine récent qu’est la recherche sur les ondes gravitationnelles. Par exemple, en sachant combien de trous noirs se situent au centre des galaxies – qui fusionneront périodiquement les unes avec les autres -, les astronomes seront en mesure de mieux prédire combien d’ondes gravitationnelles leur sont associées.

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Written by Brice Louvet

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