Une équipe de chercheurs lève le voile sur un amas globulaire d’étoiles qui pourrait accueillir plusieurs centaines de trous noirs. Un phénomène que nous pensions jusqu’alors impossible.
Les amas globulaires sont des collections sphériques d’étoiles qui orbitent autour d’un centre galactique, notre galaxie la Voie lactée en contiendrait des centaines. En utilisant des simulations informatiques, une équipe de chercheurs de l’Université de Surrey, en Angleterre, a pu cartographier un amas globulaire connu sous le nom de NGC 6101, pour ensuite en déduire le nombre de trous noirs.
En raison de leur nature, ces objets sont effectivement impossibles à observer à travers la lentille d’un télescope, car aucun photon ne peut en réchapper. Pour en distinguer les contours, il faut donc étudier les effets gravitationnels opérés sur leur environnement. En usant de simulations informatiques, l’équipe de Miklos Peuten, principal auteur de cette étude, fut alors en mesure de repérer les indices distinctifs de leurs allées et venues, et donc effectivement de « voir » l’insaisissable.
Ce n’est que récemment, en 2013, que les astrophysiciens ont pu repérer des trous noirs individuels dans les amas globulaires, dans lesquels une étoile compagnon faisait don de sa matière à son trou noir. Mais avec NGC 6101, il semblerait que le phénomène soit multiple. Il pourrait en effet y avoir dans cet amas plusieurs centaines de trous noirs, renversant ainsi les vieilles théories sur la façon dont ces objets stellaires se forment.
Mark Gieles, de l’Université de Surrey et co-auteur de l’étude, explique : « nos travaux ont pour but de répondre à des questions fondamentales liées à la dynamique des étoiles et des trous noirs, mais aussi des ondes gravitationnelles observées récemment. Celles-ci sont émises lorsque deux trous noirs fusionnent, et si nos interprétations sont justes, les noyaux de certains amas globulaires pourraient être là où les fusions de trou noir ont lieu. »
Les chercheurs ont choisi de cartographier cet ancien amas globulaire particulier en raison de sa composition distinctive. Comparé à d’autres amas globulaires, NGC 6101 apparaît en effet dynamiquement jeune à la différence des jeunes étoiles individuelles. L’amas apparaît également gonflé, avec un noyau sous-peuplé en étoiles observables.
Grâce aux simulations informatiques, les chercheurs ont ainsi pu cartographier chaque étoile et trou noir individuel de la grappe, ainsi que leur comportement. Sur une durée de vie de treize milliards d’années, la simulation a montré comment NGC 6101 avait évolué. Il était alors possible d’observer les effets d’un grand nombre de trous noirs sur les étoiles visibles et de ce fait, les chercheurs ont démontré que l’apparente jeunesse de cet amas était un fait la conséquence d’une grande population de trou noir.
« Cette recherche est passionnante, car nous avons pu observer, théoriquement, le spectacle d’une population entière de trous noirs à l’aide de simulations informatiques. Les résultats montrent que les amas globulaires comme NGC 6101, qui ont toujours été considérés comme ennuyeux, sont en fait les plus intéressants, chacun hébergeant plusieurs centaines de trous noirs. Cela nous aidera à trouver plus de trous noirs dans d’autres amas globulaires de l’univers ».
