Des astronomes ont trouvé un trou noir massif dans un endroit où ils ne devraient pas en trouver. Il fait 17 milliards de masses solaires, ce qui en fait le deuxième plus massif jamais trouvé. (Le plus grand fait 21 milliards de masses solaires.) Et si son énorme masse est remarquable, son emplacement est encore plus intrigant.

Image d’entête : Les trous noirs courbent la lumière comme une lentille, ce qui déforme les étoiles derrière eux, comme cela est représenté dans la simulation ci-dessus. Le centre noir représente l’horizon des évènements du trou noir, d’où rien, pas même la lumière, ne peut s’en échapper. (NASA, ESA, D. Coe, J. Anderson, and R. van der Marel/STScI)

Les trous noirs supermassifs se trouvent généralement aux centres d’énormes galaxies. La plupart des galaxies en ont, y compris la nôtre, la Voie lactée, où un trou noir qui peut être considéré comme relativement chétif avec ses 4 millions de masses solaires se trouve. Non seulement cela, mais ces trous gargantuesques ont tendance à être situés dans les galaxies qui font partie d’un grand amas de galaxies. Être entouré de toute cette masse est une condition préalable à la formation de trous noirs supermassifs. Le plus grand connu, avec ses 21 milliards de masses solaires, est situé dans une région très dense de l’espace, appelée l’amas de la Chevelure de Bérénice, où plus de 1000 galaxies ont été identifiées.

Les plus grands trous noirs supermassifs ont également tendance à être entourés par des compagnons lumineux, qui profitent également de l’abondance de matière dans leur environnement. (Évidemment, ce ne sont  pas les trous noirs qui sont lumineux, mais les quasars qui les entourent.) Habituellement, les trous noirs supermassifs sont trouvés dans les amas de galaxies et ont généralement d’autres compagnons supermassifs dans la même région de l’espace. Ils ne sont pas trouvés seuls, dans l’isolement.

Mais ce trou noir est dans une région plutôt assez clairsemée de l’espace. Il est dans NGC 1600, une galaxie elliptique dans la constellation de l’Éridan, à 200 millions d’années-lumière de la Terre. La galaxie NGC 1600 n’est pas particulièrement grande, même si elle a été considérée comme faisant partie d’un plus grand groupe de galaxies. Donc, NGC 1600 est une assez petite galaxie isolée.

Une image de la galaxie NGC 1600, et un zoom sur le centre, là où se tient le grand trou noir, par le télescope spatial Hubble dans le proche infrarouge. (Digitized Sky Survey, STScI/AURA, Palomar/Caltech, UKSTU/AAO / A. Quillen).

Mais les trous noirs supermassifs peuvent se former d’une autre manière. Au lieu de grossir au fil du temps, en se nourrissant de la masse de leurs galaxies d’origine et des amas de galaxies, ils peuvent se former lorsque deux galaxies fusionnent et quand deux petits trous noirs font de même, pour n’en former qu’un. Mais même cela exige qu’ils soient dans une région où les galaxies sont abondantes, ce qui permet davantage de collisions et de fusions.

Il peut être possible que NGC soit le résultat d’une fusion de deux galaxies, ou que ce soient deux trous noirs qui fusionnent actuellement. Ou il se pourrait que la région de l’espace de NGC 1600 fût autrefois fois extrêmement riche en gaz, dans les premiers jours de l’Univers, et c’est ce qui a donné lieu à gros trou noir supermassif.

Il y a encore beaucoup à apprendre sur les conditions qui donnent lieu à ces mégas trous noirs. L’étude appelée “The MASSIVE Survey” combinera plusieurs télescopes pour étudier et cataloguer les plus grandes galaxies et trous noirs. Cela devrait révéler aux astronomes beaucoup de choses sur leur distribution et sur les circonstances qui leur permettent d’exister. Nous pourrions ainsi en trouver d’encore plus grands.

L’étude publiée dans Nature : A 17-billion-solar-mass black hole in a group galaxy with a diffuse core et annoncée sur le site de la NASA : Behemoth Black Hole Found in an Unlikely Place et de l’université de Berkeley : Supermassive black holes may be lurking everywhere in the universe.