Deux paires de trous noirs repérés sur une trajectoire de collision

trous noirs
Crédits : Mark Myers

Une équipe d’astronomes annonce avoir identifié deux paires de trous noirs évoluant sur des trajectoires les menant à se rencontrer dans plusieurs millions d’années. Ces objets massifs ont été repérés au sein de galaxies naines. Cette découverte est importante, car on pense que la fusion de tels objets il y a plusieurs milliards d’années aurait permis la formation de galaxies plus grandes comme la Voie lactée.

Repérer deux trous noirs sur des chemins de collision est déjà un événement, mais identifier deux paires constitue un vrai coup de chance. Autrement dit, nous avons d’un côté comme de l’autre deux trous noirs amenés à se rencontrer dans un futur lointain. Tous ces trous noirs évoluent par ailleurs chacun dans une galaxie naine. Ces observations ont été faites grâce à l’observatoire spatial à rayons X Chandra, de la NASA.

Tout comme ces trous noirs fusionneront pour ne former qu’un seul et même objet, laissant derrière eux un trou noir plus massif, les galaxies naines dans lesquelles ils se trouvent fusionneront également et formeront une galaxie plus grande. Cette découverte pourrait avoir des implications importantes pour notre compréhension de la façon dont les galaxies ont grandi dans l’univers primitif.

Un regard sur le passé

Les astronomes pensent qu’au cours de ses premières centaines de millions d’années, l’univers n’était peuplé que de galaxies naines. Pour rappel, ces objets sont de petites galaxies dont la masse stellaire ne dépasse pas trois milliards de fois celle du Soleil. À titre de comparaison, notez que la Voie lactée contient une masse stellaire d’environ soixante milliards de fois celle de notre étoile.

Au fil du temps, la plupart de ces galaxies naines auraient ensuite fusionné pour former des galaxies de plus en plus grandes. « D’une certaine manière, les galaxies naines sont nos ancêtres galactiques qui ont évolué au cours de milliards d’années pour produire de grandes galaxies comme notre propre Voie lactée« , souligne Brenna Wells, chercheuse à l’Université de l’Alabama à Tuscaloosa.

Ces premières galaxies ont jusqu’à présent été impossibles à observer en raison du fait qu’elles sont extrêmement éloignées et donc trop faibles. Les astronomes ont bien observé des galaxies naines plus proches en train de fusionner. Cependant, aucun de ces objets n’hébergeait d’un trou noir. Jusqu’à présent, les seuls objets de ce genre observés sur des trajectoires de collision ne l’ont été que dans de grandes galaxies relativement proches. Autrement dit, ces nouvelles observations sont des premières. Ici, l’observatoire Chandra a été en mesure de capturer les rayons X générés par ces objets accrétant de la matière.

trous noirs galaxies naines
Les deux ensembles de trous noirs en collision. Crédits : NASA/CXC/Univ. de l’Alabama/M. Micic et coll.

La paire la plus proche est située à 760 millions d’années-lumière de la Terre dans l’amas galactique Abell 133. Ces galaxies naines semblent être dans les derniers stades de la fusion avec les effets de marée de la collision provoquant la formation d’une longue queue de matière. La fusion la plus éloignée est située à environ 3,2 milliards d’années-lumière dans l’amas galactique Abell 1758S. Le stade de leur fusion est en revanche plus précoce.