On sait, avec une plus ou moins grande certitude, que des trous noirs supermassifs, avec des masses de millions de milliards de fois celle du Soleil, existent généralement au centre des grandes galaxies comme la nôtre. Mais le mystère demeure quant à savoir comment ces gargantuesques objets célestes sont apparus.

Certaines théories ont été proposées suggérant une sorte “d’effet boule de neige", dans lequel un trou noir de taille plus modeste, peut-être de seulement quelques dizaines à des centaines de fois plus massifs que le Soleil, se développe grâce à l’accrétion/ accumulation constante de matière à partir de nuages de gaz, des restes d’explosions d’étoiles, ou quoi que ce soit d’autre errants trop près.

Une autre théorie soutient que les grands trous noirs, entre dix et cent mille fois plus massifs que le Soleil, sont créés par des collisions stellaires et finalement par coalescence/ regroupement au centre d’amas d’étoiles compactes. En fin de compte, elle fait valoir que ces soi-disant trous noirs de masse intermédiaire forment la “semence” à partir desquels se développent les plus grandes variétés supermassives.

Le problème est qu’aucun trou noir intermédiaire n’a jamais été détecté… enfin, jusqu’à maintenant, si les constatations faites par une équipe d’astronomes japonais, dirigée par Tomoharu Oka de l’université Keio (Tokyo/ Japon), se révèlent exactes. En utilisant le radiotélescope de 45m de l’Observatoire radio de Nobeyama avec le télescope ASTE dans le désert d’Atacama, au Chili, ils ont enquêté sur un nuage de gaz compact appelé “très simplement” CO-0.40-0.22, situé à seulement 200 années-lumière du centre galactique.

Image d’entête : représentation artistique de nuages de matière entrainés​​ par un trou noir de masse intermédiaire. (Tomoharu Oka/ Université Keio)

Ils ont découvert que le nuage présentait une curieuse différence dans la vitesse de ses gaz : une petite zone présentait de grandes vitesses et une autre, plus grande, avec une faible vitesse. Une analyse plus poussée dans les longueurs d’onde infrarouges et rayons X ne révèle aucune source compacte, ce qui suggère de l’influence de quelque chose de massif et invisible.

Image du nuage de gaz CO-0.40-0.22 par rapport au centre de la galaxie et du trou noir supermassif Sagittarius A*, ainsi que des cartes radio et des vitesses du nuage.(Tomoharu Oka/ Université Keio/ NAOJ)

Oka et son équipe ont effectué une simulation montrant qu’un trou noir de 100 000 masses solaires, occupant une zone d’un rayon de seulement 0,3 année-lumière (avec un horizon des événements, la frontière du trou noir à partir de laquelle même la lumière ne peut s’en échapper, d’environ 4 fois le diamètre de Jupiter), correspond le mieux aux données observées. Dans ce scénario, le trou noir attire le gaz environnant, l’accélérant à l’approche la plus proche.

Selon Oka :

Compte tenu du fait qu’aucun objet compact n’est vu dans les observations rayons X ou infrarouge, aussi loin que nous le puissions, le meilleur candidat pour l’objet massif compact est un trou noir.

Si CO-0.40-0.22 héberge vraiment un trou noir de masse intermédiaire, il donne de la crédibilité à la théorie que ces objets pourraient être assez communs dans les grandes galaxies et, par accrétion et coalescence, gonflent progressivement en immenses trous noirs qui s’ancrent dans les très grandes galaxies.

Sa proximité du trou noir central de la Voie lactée, Sagittarius A*, suggère que ces trous noirs ont naturellement tendance à s’enfoncer au cœur de leur galaxie d’origine, peut-être pour, à terme, fusionner avec et faire encore grossir leurs cousins supermassifs.

En 2004, une autre étude révélait qu’un autre trou noir, plus modeste, de seulement quelque 1 300 masses solaires, pourrait être en orbite autour de Sagittarius A * à une distance de seulement 3 années-lumière.

D’autres études récentes ont montré qu’il existe un certain nombre d’autres nuages de gaz au sein de la galaxie qui présente le même genre de disparités dans leur vitesse, ce qui indique qu’il pourrait y avoir de nombreux trous noirs de masse intermédiaire cachés là … quelque part.

Sur le site du National Astronomical Observatory of Japan : Signs of Second Largest Black Hole in the Milky Way – Possible Missing Link in Black Hole Evolution.