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Un “chaînon manquant” des trous noirs découvert par Hubble

Crédits : NASA

Une équipe d’astronomes annonce avoir localisé un trou noir de masse intermédiaire dans une galaxie lointaine, située à 740 millions d’années-lumière.

Il existe différents types de trous noirs dans l’Univers : ceux de masse stellaire formés par l’effondrement d’une étoile massive, et les supermassifs, avec des masses équivalentes à des millions ou des milliards de soleils. Entre ces extrêmes se trouvent des membres plus retirés de la famille des trous noirs : ceux de masse intermédiaire.

Ces “chaînons manquants” sont particulièrement difficiles à trouver. Ils sont en effet plus petits et moins actifs que les supermassifs, car ils manquent généralement de carburant cosmique. Pour les dénicher, le seul moyen est d’attendre qu’une étoile passe un peu trop près pour être perturbée. Le trou noir, de nouveau actif, peut alors émettre des rayons X trahissant sa présence.

Ce que nous apprend aujourd’hui la NASA, c’est que le télescope Hubble a réussi à dénicher l’un de ces objets particulièrement insaisissables.

Enquête cosmique

En 2003, puis en 2006, les observatoires Chandra (NASA) et XMM-Newton (ESA) ont détecté une puissante fusée de rayons X. Ce type d’événement est généralement le signe qu’une étoile est en train de se faire engloutir par un trou noir. Aucun de ces deux télescopes n’avait à l’époque été en mesure de déterminer si ce rayonnement provenait de l’intérieur ou de l’extérieur de la Voie Lactée. En revanche, ce qu’ils ont pu relever, c’est que la source de rayons X ne provenait pas du centre d’une galaxie, où résident habituellement les trous noirs supermassifs.

Dans l’idée de résoudre ce mystère cosmique, l’astronome Dacheng Lin et son équipe, de l’Université du New Hampshire (États-Unis), se sont récemment appuyés sur Hubble pour tenter de suivre les pistes de Chandra et de XMM-Newton. Ils ont en fait pointé l’objectif du télescope sur la source de rayons X pour déterminer son emplacement précis. Ils ont alors découvert que celle-ci émanait non pas d’une source isolée dans notre galaxie, mais d’un amas d’étoiles positionné à la périphérie d’une galaxie retrouvée à 740 millions d’années-lumière.

50 000 masses solaires

Pour les astronomes, cet amas d’étoiles serait en réalité le noyau dépouillé d’une ancienne galaxie naine qui, il y a très longtemps, aurait été absorbée par ladite galaxie (plus grande). À l’intérieur, expliquent-ils, se trouverait alors un trou noir qui, récemment, a eu l’occasion de se mettre à table. D’où la puissante fusée de rayons X observée en 2003 et 2006.

La lueur de ces rayons a ensuite permis aux astronomes d’estimer la masse du trou noir à environ 50 000 masses solaires. cet objet est donc trop lourd pour être considéré comme un trou noir de masse stellaire. Mais il est également trop léger pour être qualifié de “supermassif”. Autrement dit, c’est un trou noir de masse intermédiaire.

trou noir
Cette image du télescope Hubble nous montre l’emplacement du trou noir (entouré par un cercle blanc). Crédits : ASA, ESA et D. Lin / Université du New Hampshire

Cette nouvelle découverte pose évidemment de nombreuses questions. Comment ces objets se forment-ils en premier lieu ? Un trou noir supermassif se développe-t-il à partir d’un objet de masse intermédiaire ? Doit-on privilégier les amas d’étoiles denses pour les dénicher ? Lin et son équipe entendent bien poursuivre les recherches pour tenter de répondre à ces questions.

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