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Découverte d’un trou noir dans notre arrière-cour cosmique

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Crédits : Observatoire international Gemini/NOIRLab/NSF/AURA

Il y a quelques jours, des astronomes ont confirmé la découverte du trou noir connu le plus proche. Cet ogre, qui est environ dix fois plus massif que notre étoile, évolue aussi loin de son compagnon binaire que la Terre du Soleil. Vous le retrouverez à 1 600 années-lumière, dans la constellation du Serpentaire.

Selon certains modèles, notre galaxie pourrait abriter plusieurs dizaines de millions de trous noirs. À ce jour, les astronomes n’en ont repéré qu’une vingtaine, tous observés dans le domaine des rayons X alors qu’ils consommaient une étoile compagne (ou toute matière s’approchant un peu trop près). Cependant, tous les trous noirs ne « brillent » pas. La plupart sont en effet dormants et errent dans la galaxie dans l’attente d’un prochain repas cosmique.

Kareem El-Badry, astrophysicien au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, recherche ces ogres cachés depuis quatre ans. Dans le cadre d’une nouvelle campagne de recherche s’appuyant sur les données du vaisseau GAIA, qui a précisé les positions, mouvements et autres propriétés de millions d’étoiles dans la Voie lactée, l’astronome annonce en avoir déniché un « tout près » de la Terre.

Dix masses solaires

Dans le détail, Le Dr El-Badry et son équipe ont détecté une étoile très similaire au soleil à environ 1600 années-lumière, à la différence près qu’elle semblait « vibrer » étrangement, comme sous l’influence gravitationnelle d’un compagnon invisible. Pour approfondir leurs travaux, les astronomes ont réquisitionné le télescope Gemini North, au sommet du Mauna Kea à Hawaï, dans le but de mesurer la vitesse et la période de cette oscillation. De cette manière, ils ont ainsi pu déterminer les masses relatives des deux objets impliqués.

La technique est le plus souvent utilisée pour détecter la présence d’exoplanètes en orbite autour d’étoile. Ici, l’objet était d’un tout autre calibre. En effet, d’après les estimations, il serait environ dix fois plus massif que le Soleil. Autrement dit, il ne peut s’agir que d’un trou noir. Ce dernier, désormais nommé Gaia BH1, reste relativement éloignée de son étoile compagne, à une distance équivalente à celle qui sépare la Terre du Soleil.

« Prenez le système solaire, placez un trou noir là où se trouvent le soleil et le soleil là où se trouve la Terre, et vous obtenez ce système« , résume ainsi le Dr El-Badry dans un communiqué.

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Vue d’artiste de l’Observatoire Gaia de l’ESA avec la Voie lactée en arrière-plan. Crédits : ESA

Il s’agit du trou noir le plus proche connu. Sa découverte suggère par ailleurs l’existence d’une importante population de trous noirs dormants dans les systèmes binaires (à deux corps).

Cette nouvelle découverte soulève également des questions sur notre connaissance présumée de l’évolution de ces systèmes binaires. L’ancêtre de ce trou noir devait être une étoile d’environ vingt masses solaires, estiment les auteurs. Or, selon les théories actuelles, la mort d’une telle étoile, et sa formation ultérieure en trou noir, devrait impliquer une explosion de supernova qui aurait normalement dû gravement perturber la seconde étoile. Pourtant, celle-ci nous apparaît tout à fait normale.