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Une étoile est malmenée par un trou noir dans un amas globulaire

Crédits : Pixabay / 95C

Une équipe d’astronomes rapporte la découverte dans notre Galaxie d’une étoile malmenée par un trou noir dans un amas globulaire. Une première qui confirme aujourd’hui de vieux soupçons. 

Les amas globulaires fascinent les astronomes depuis des siècles. Ces collections sphériques d’étoiles sont en effet parmi les plus anciens systèmes stellaires connus du cosmos, remontant à l’Univers primordial, alors que les galaxies commençaient tout juste à se développer et à évoluer. De tels amas orbitent autour des centres de la plupart des galaxies. Plus de 150 sont connus pour orbiter autour du centre de la Voie lactée. L’un d’eux, NGC 3201, se trouve à environ 16 300 années-lumière dans la constellation méridionale des Voiles.

S’appuyant sur le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO, à l’Observatoire de Cerro Paranal au Chili, une équipe d’astronomes a récemment étudié ce groupe et a remarqué quelque chose de très intéressant : la présence d’un trou noir. En effet, les chercheurs ont découvert que l’une des étoiles du groupe était projetée à plusieurs centaines de kilomètres à l’heure près d’un objet invisible autour duquel elle orbitait en 167 jours.

« C’était en orbite quelque chose qui était complètement invisible, qui avait une masse de plus de quatre fois le Soleil – cela ne pouvait être qu’un trou noir ! », note Benjamin Giesers de l’Université de Göttingen. « Le  premier trouvé dans un amas globulaire en observant directement son attraction gravitationnelle ».

Impression d’artiste du groupe d’étoiles NGC 3201 en orbite autour d’un trou noir d’environ quatre fois la masse du Soleil. Crédit : ESO/L. Calçada

C’est ainsi la toute première fois que des astronomes décèlent la présence d’un trou noir inactif au cœur d’un amas globulaire. L’objet semble actuellement au repos, ne sirotant pour l’heure aucune matière environnante. Ils ont également pu estimer la masse du trou noir en mesurant les mouvements de l’étoile qui l’entoure, et en extrapolant ainsi son énorme attraction gravitationnelle. À partir des propriétés observées, l’équipe a déterminé que la masse de l’étoile en mouvement était équivalente à environ 0,8 fois la masse de notre Soleil, et que la masse de son équivalent en trou noir est d’environ 4,36 fois la masse du Soleil. L’objet rentre donc dans la catégorie dite des « trous noirs de masse stellaire ». Il s’agit d’astres qui dépassent la masse maximale d’une étoile à neutrons, mais qui restent plus petits que les trous noirs supermassifs qui évoluent au centre de la plupart des galaxies.

Cette découverte est donc importante puisqu’en plus d’être une première, elle suggère au passage que les trous noirs sont finalement plus communs dans les amas globulaires qu’on ne le pensait auparavant.

Vous retrouverez tous les détails de cette étude dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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