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Un trou noir supermassif découvert dans une galaxie minuscule

Crédits : iStock

Une équipe d’astronomes annonce la découverte d’un trou noir supermassif au centre d’une minuscule galaxie, un objet ultra-compact peuplé d’étoiles anciennes.

La découverte est inhabituelle : « Les galaxies naines ultra-compactes sont des systèmes stellaires avec des rayons typiques d’environ 100 parsecs (environ 326 années-lumière), tandis que leurs masses atteignent 100 millions de masses solaires », explique Anton Afanasiev, de l’Université d’État du Michigan (États-Unis) et principal auteur de l’étude. « En conséquence, leurs étoiles sont densément emballées, et les distances interstellaires beaucoup plus courtes que dans notre galaxie ». Ce rapport entre la masse et la taille fait de ces naines ultra-compactes quelques-uns des systèmes stellaires les plus denses de l’Univers.

À titre de comparaison, le rayon de la Voie lactée est d’environ 50 000 années-lumière, alors que sa masse est estimée à des centaines de milliards de fois celle de notre Soleil. Cette petite galaxie, baptisée Fornax UCD3 abrite pourtant un trou noir en son centre, dont la masse équivaut à environ 3,5 millions de soleils. C’est à peu de chose près le même le trou noir situé au cœur de notre Galaxie. Contrairement à ce dernier en revanche, celui-ci représente environ 4 % de la masse totale de sa petite galaxie. Dans les galaxies plus « standards », ce ratio est nettement inférieur (autour de 0,3 %).

Pour cette étude, les chercheurs expliquent s’être appuyés sur les données recueillies avec SINFONI, un spectrographe infrarouge installé sur l’un des télescopes VLT (Very Large Telescope) de 8,2 mètres que vous retrouverez au Chili, exploité par l’Observatoire européen du Sud.

Que fait alors un ogre aussi massif dans un si petit objet ? L’hypothèse de l’origine des marées gravitationnelles est ici avancée. Celle-ci propose qu’une galaxie de taille moyenne a dépassé une autre de taille plus grande et plus massive à un moment donné de son évolution, perdant la majorité de ses étoiles à cause des forces de marée. Le noyau dense restant devient ce que l’on appelle alors une « naine ultra-compacte ».

Cette hypothèse est par ailleurs corroborée par le fait que toutes naines ultra-compactes hébergeant des trous noirs se trouvent dans les parties centrales des amas de galaxies, où les opérations de ce type sont beaucoup plus probables.

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

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