Des astronomes ont découvert des indices qui montrent qu’il pourrait y avoir un trou noir de masse intermédiaire dans IRS 13, un groupe particulier d’étoiles et de poussière situé dans une région centrale et dense de notre galaxie, la Voie lactée. Cette découverte, réalisée à l’aide des données du Very Large Telescope (VLT) de l’ESO et d’autres instruments, pourrait offrir de nouvelles perspectives sur la formation et l’évolution des trous noirs.
Que sont les trous noirs de masse intermédiaire ?
Les trous noirs sont des objets astronomiques dont la gravité est si intense qu’aucune lumière ne peut s’en échapper. Formés généralement à partir de l’effondrement gravitationnel d’étoiles massives, ils sont classés en deux catégories principales selon leur masse : les stellaires, dont la masse varie entre 10 et 100 fois celle du Soleil, et les supermassifs, dont la masse peut atteindre plusieurs millions à plusieurs milliards de masses solaires et se trouvent généralement au centre des galaxies. Entre ces deux extrêmes se situent les trous noirs de masse intermédiaire, avec des masses comprises entre 100 et 100 000 masses solaires.
Ces objets sont particulièrement intrigants, car ils pourraient représenter une étape évolutive entre les trous noirs de masse stellaire et les trous noirs supermassifs, dont la formation est encore mal comprise. Cependant, jusqu’à présent, seuls quelques candidats pour des trous noirs de cette catégorie ont été identifiés, et leur étude est rendue difficile par leur rareté et leur distance, ce qui nous ramène à cette découverte. L’un de ces trous noirs pourrait en effet se trouver dans l’amas d’étoiles IRS 13, situé à seulement environ 0,1 année-lumière du centre de notre galaxie.
Une découverte fascinante
En analysant les mouvements des étoiles au sein de cet amas, des chercheurs de l’Université de Cologne ont en effet remarqué leur schéma de déplacement ordonné et inattendu. Contrairement à ce que l’on pourrait s’attendre dans un tel environnement où les mouvements devraient être aléatoires, les étoiles de l’IRS 13 semblaient en effet interagir de manière cohérente avec Sagittarius A*, le trou noir supermassif situé au cœur de la Voie lactée.
Pour comprendre ce phénomène, les chercheurs ont utilisé les données de plusieurs grands télescopes. Ces observations multilongueurs d’onde ont révélé une structure en forme de disque au sein de l’IRS 13, ce qui suggère la présence possible d’un trou noir de masse intermédiaire au centre de l’amas. Les astronomes ont également détecté des rayons X caractéristiques et du gaz ionisé se déplaçant à plusieurs centaines de kilomètres par seconde autour de ce disque, ce qui renforce l’hypothèse d’un trou noir. De plus, l’amas IRS 13 présente une densité d’étoiles exceptionnellement élevée, plus que celle de tout autre amas connu dans la Voie lactée, ce qui ajoute une autre preuve à cette hypothèse.
Selon les chercheurs, cet amas pourrait jouer un rôle clé dans la croissance de Sagittarius A*. Le Dr Peißker explique : « Depuis sa découverte il y a une vingtaine d’années, cet amas d’étoiles fascinant ne cesse de surprendre la communauté scientifique. On pensait au départ qu’il ne s’agissait que d’une étoile inhabituellement lourde. Grâce aux données à haute résolution, nous pouvons désormais confirmer sa composition en blocs avec un trou noir de masse intermédiaire au centre. »
La découverte potentielle d’un trou noir de masse intermédiaire dans l’amas d’étoiles IRS 13 est une avancée majeure pour l’astronomie. Elle renforce en effet non seulement l’hypothèse de l’existence de ces objets mystérieux, mais offre également de nouvelles perspectives sur leur rôle dans l’évolution des galaxies.
Les détails de l’étude sont publiés dans The Astrophysical Journal.
