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Découverte de centaines de trous noirs enveloppés de poussière

télescopes étoiles galaxies
Crédits : Hubble / NASA / ESA

Une équipe d’astronomes annonce avoir identifié plus de 400 nouveaux « trous noirs XBONG » se nourrissant d’étoiles au centre de galaxies. Ces objets massifs particuliers, qui émettent dans le domaine des rayons x mais pas dans l’optique, étaient longtemps passés inaperçus à cause de leur « cocon de poussière ».

Que sont les XBONG ?

Des trous noirs supermassifs se trouvent au centre de quasiment toutes les galaxies. Ces ogres cosmiques, qui creusent littéralement le tissu de l’espace-temps, produisent des faisceaux lumineux lorsqu’ils se nourrissent de matières qui se sont approchées d’un peu trop près. On appelle alors ces objets des noyaux galactiques actifs (AGN).

Les AGN sont particulièrement brillants dans la partie rayons X du spectre électromagnétique, mais laissent aussi des motifs visibles dans la lumière optique. Enfin, pas tous. Il arrive en effet que certains de ces trous noirs émettent des quantités folles de rayons X mais sans les signatures optiques spécifiques associées habituellement aux AGN. En astrophysique, ces trous noirs sont appelés « galaxies lumineuses aux rayons X optiquement normales » ou « XBONG ».

Pour en savoir davantage sur ces objets, Dong-Woo Kim et son équipe du Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics ont examiné un catalogue de plus de 300 000 galaxies lumineuses à rayons X capturées par l’observatoire Chandra, sensible à ces longueurs d’ondes. En combinant ces données avec les données optiques de la Sloan Digital Sky Survey (SDSS), les chercheurs ont pu identifier 820 XBONG candidats situés entre 550 millions et 7,8 milliards d’années-lumière de la Terre.

trous noirs XBONG
Images radio (à gauche) et optiques (à droite) de deux galaxies abritant un trou noir positionné en leur centre. Crédits : X-ray : NASA/CXC/SAO/D. Kim et al. ; Optical/IR : Legacy Surveys/D. Lang (Perimeter Institute))

400 objets clairement identifiés

Les rayons X pénètrent dans la poussière, tandis que la lumière optique est obscurcie par celle-ci. Kim et ses collègues ont donc essayé de déterminer si ces 820 XBONG pouvaient être des trous noirs entourés de grandes quantités de poussière. Si tel était le cas, la lumière à rayons X à la plus faible énergie serait légèrement absorbée par la poussière, tandis que la lumière à rayons X la plus puissante continuerait à briller à travers elle. Un examen minutieux au cas par cas a permis de réduire cet échantillon de moitié.

Autrement dit, les astronomes ont identifié environ 400 AGN enfouis dans des cocons poussiéreux. En ce qui concerne l’autre moitié de l’échantillon, les chercheurs supposent qu’il pourrait s’agir, pour environ 20% de ces objets, d’amas de galaxies extrêmement éloignés, qui brilleraient dans les rayons X mais n’auraient pas la signature optique caractéristique les identifiant comme des AGN. Les 30% restants pourraient contenir des trous noirs supermassifs situés dans des galaxies où les signaux optiques des trous noirs sont dilués par la lumière relativement brillante des étoiles.

Brice Louvet

Rédigé par Brice Louvet

Brice est un journaliste passionné de sciences. Ses domaines favoris : l'espace et la paléontologie. Il collabore avec Sciencepost depuis près d'une décennie, partageant avec vous les nouvelles découvertes et les dossiers les plus intéressants.