Il n’y a pas qu’un seul trou noir au centre de la Voie lactée. Une équipe d’astronomes annonce en avoir découvert une douzaine groupés autour de son noyau supermassif, Sagittarius A *. Ces résultats indiquent qu’il pourrait y avoir plus de 10 000 trous noirs se rassemblant dans la région intérieure de notre Galaxie.
Cette nouvelle recherche s’appuie ici sur une théorie vieille de plusieurs décennies, selon laquelle il devrait y avoir une augmentation localisée du nombre de trous noirs de masse stellaire dans le voisinage d’un supermassif. C’est en fait une partie fondamentale de notre modèle actuel de dynamique stellaire galactique. Mais les tentatives précédentes pour dénicher ces trous noirs autour de Sagittaire A * – le trou noir supermassif au centre de notre galaxie, et donc le plus accessible à l’étude – n’ont rien donné. D’où l’importance de cette découverte.
« Nous avons observé une douzaine de trous noirs au centre de la Voie lactée », explique à l’AFP Charles Hailey de l’Université Columbia aux États-Unis, notant au passage que la découverte de ces trous noirs stellaires près de Sagittaire A* ne représente que « la partie immergée de l’iceberg ». Ces objets célestes « sont très loin et nous devons donc louper les plus petits », ajoute-t-il. En se basant sur le nombre de petits trous noirs observés dans la zone la plus proche de la Terre, les astronomes estiment à environ 500 le nombre de ces objets dans le noyau de la Galaxie. « Il pourrait y en avoir 10 000 à 20 000 à moins de 6 années-lumière du trou noir supermassif », explique Hailey, aussi principal auteur de l’étude.
Pour trouver les trous noirs, l’équipe a dû sortir des sentiers battus. Quand un trou noir « se réveille » et consomme de la matière, il produit un rayonnement X détectable. Et les trous noirs les plus actifs sont ceux qui sont associés à une étoile dans un système binaire. Ces trous noirs consomment donc de la matière provenant de l’étoile voisine, entraînant parfois des éclats de rayons X brillants. Le problème, c’est que le centre galactique est si loin de la Terre que ces sursauts ne sont suffisamment forts et brillants qu’une fois tous les 100 à 1000 ans.
Ainsi, au lieu d’attendre ces fortes explosions, l’équipe a adopté une approche différente. Pour ce faire, elle a examiné les données accumulées par l’observatoire à rayons X Chandra au cours des 12 dernières années. Les chercheurs ont ensuite recherché la signature des rayons X plus faible – mais plus stable – produite par des binaires de rayons X inactifs, où le trou noir est associé à une étoile de faible masse. Ils ont alors trouvé 12 de ces signatures, toutes à une distance de moins de 3 années-lumière de Sagittaire A *. Ils ont ensuite analysé les propriétés et la distribution spatiale de ces binaires, et extrapolé ces résultats pour conclure qu’il doit y avoir entre 300 et 500 binaires de faible masse dans le parsec central de la Voie lactée, et environ 10 000 trous noirs isolés.
Ces résultats soutiennent ainsi l’hypothèse que le halo massif de gaz et de poussière autour de Sagittaire A * à produit de nombreuses étoiles massives qui ont vécu, sont mortes et se sont effondrées dans des trous noirs. Ils soutiennent également la théorie selon laquelle des trous noirs de masse stellaire sont « tombés » vers le centre de la Galaxie à partir d’autres parties du renflement galactique. « Cette découverte confirme une théorie majeure et les implications sont nombreuses », poursuit Charles Hailey. « Cela va considérablement faire progresser la recherche sur les ondes gravitationnelles, car connaître le nombre de trous noirs au centre d’une galaxie typique peut aider à mieux prédire combien d’ondes gravitationnelles peuvent leur être associées ».
Vous retrouverez tous les détails de cette étude dans la revue Nature.
Source
