Un trou noir supermassif en fuite crée de nouvelles étoiles dans son sillage
Des astronomes ont repéré dans le cosmos un étrange phénomène qu’ils n’avaient jamais vu auparavant. Un trou noir supermassif a été éjecté de sa galaxie, laissant dans son sillage une traînée de lumière presque deux fois plus large que la Voie lactée, alors que les ondes de choc créent de nouvelles étoiles.
Image d’entête : représentation artistique d’un trou noir supermassif en fuite qui a été éjecté de sa galaxie à la suite d’un bras de fer avec deux autres trous noirs. ((NASA, ESA, Leah Hustak (STScI))
Les images des télescopes ont souvent besoin d’un peu de ménage pour confirmer que ce qu’ils observent existe bel et bien dans l’espace et qu’il ne s’agit pas simplement de parasites lumineux, comme les reflets des lentilles, les réflexions ou les interférences de rayons cosmiques. Ainsi, lorsque les astronomes ont vu pour la première fois une longue traînée de lumière sur certaines images du télescope spatial Hubble, ils ont supposé qu’elle disparaîtrait après le traitement habituel de l’image.
À leur grande surprise, ce ne fut pas le cas, ce qui indiquait que ce qu’ils observaient était en fait une ligne de 200 000 années-lumière qui s’étendait à partir d’une galaxie située à environ 7 milliards d’années-lumière. Cette bizarrerie spatiale n’avait jamais été observée auparavant par des astronomes. L’équipe l’a donc étudiée de plus près pour comprendre de quoi il s’agissait. Et la théorie de son origine est incroyable : un trou noir supermassif avec un diamètre de 1,5 mètre et d’une masse d’environ 20 millions de soleils a été violemment éjecté de sa galaxie, laissant un sillage lumineux jusqu’à son ancienne demeure.
Photo d’archive du télescope spatial Hubble qui présente la curieuse caractéristique linéaire si inhabituelle qu’elle a d’abord été considérée comme une anomalie d’imagerie des caméras de Hubble. (NASA, ESA, Pieter van Dokkum (Yale)/ Joseph DePasquale (STScI))
Les preuves de cette histoire commencent à l’extrémité de la ligne, la plus éloignée de la galaxie, où un éclat de lumière semble provenir de l’oxygène ionisé. L’équipe suggère qu’il s’agit d’une onde de choc dans le gaz intergalactique lorsque le trou noir traverse le cosmos.
Bien que nous soyons enclins à associer les trous noirs à la destruction, celui-ci se livre en fait à un spectaculaire acte de création. Se déplaçant à une vitesse d’environ 1 600 km par seconde, le trou noir va bien trop vite pour engloutir une grande quantité de matière. En revanche, il choque et comprime le gaz, qui se refroidit et fusionne pour former de nouvelles étoiles derrière lui. Le sillage est alors un mince couloir de jeunes étoiles qui s’étire jusqu’à la galaxie.
Qu’est-ce qui pourrait donc pousser un trou noir supermassif à quitter sa galaxie d’origine ? Selon l’équipe, seuls d’autres trous noirs supermassifs seraient à l’origine de ce phénomène. L’hypothèse est que deux galaxies ont fusionné environ 50 millions d’années auparavant, créant un système binaire de trous noirs au centre de cette nouvelle galaxie. Ce système est resté stable pendant environ 10 millions d’années, avant qu’une troisième galaxie ne se joigne à la fête, avec son propre trou noir supermassif. Mais bien sûr, à trois on est nombreux, et les interactions gravitationnelles plus complexes ont envoyé l’un des trous noirs hors de la galaxie.
Selon l’équipe, il existe des preuves circonstancielles de cette histoire. Un tel événement aurait éjecté les deux autres trous noirs dans la direction opposée et jusqu’à présent, il ne semble pas y avoir de signe d’un trou noir actif restant au centre de la galaxie. Une étrange caractéristique observée du côté opposé de cette dernière pourrait correspondre à l’endroit où se cachent les deux autres trous noirs.
Pour confirmer l’hypothèse ou comprendre ce qui se passe réellement, d’autres observations seront nécessaires. Il est prévu d’examiner le système avec le télescope spatial James Webb et l’observatoire de rayons X Chandra dans un avenir proche.
L’étude publiée dans l’Astrophysical Journal Letters : A Candidate Runaway Supermassive Black Hole Identified by Shocks and Star Formation in its Wake et présentée sur le site du Hubble de la NASA : Hubble Sees Possible Runaway Black Hole Creating a Trail of Stars.
« un diamètre de 1,5 mètre et d’une masse … »
Je crois qu’il manque un mot après « mètre ».