Un Soleil par jour : le trou noir au plus gros appétit

Des astronomes ont découvert un trou noir monstrueusement grand et à l’appétit gargantuesque. Chaque jour qui passe, le vide insatiable connu sous le nom de J2157 consomme une masse de gaz et de poussière équivalente à celle du soleil, ce qui en fait le trou noir (connu) qui se développe le plus rapidement dans l’univers.

Image d’entête : représentation artistique d’un quasar, la région compacte entourant un trou noir supermassif au centre d’une galaxie massive. (NASA/ ESA/ J. Olmsted (STScI))

L’échelle même de J2157 est presque insondable, mais nous pouvons néanmoins essayer d’y coller quelques chiffres.

Selon Christopher Onken, un astronome de l’Université nationale australienne qui faisait partie de l’équipe qui a découvert l’objet en 2019, J2167 est 8 000 fois plus massif que le trou noir supermassif trouvé au cœur de la Voie lactée, Sagittaire A*. Cela équivaut à 34 milliards de fois la masse du Soleil.

Pour que Sagittaire A* atteigne une taille similaire, il aurait dû engloutir les deux tiers de toutes les étoiles de la galaxie.

Pour leur nouvelle étude, les astronomes se sont tournés vers le Very Large Telescope de l’Observatoire Européen Austral (ESO) au Chili afin d’obtenir une évaluation plus précise de la masse du trou noir. Les chercheurs savaient déjà qu’il s’agissait d’un trou noir aux proportions épiques, mais les résultats définitifs ont surpris tout le monde.

Selon le Dr Fuyan Bian, membre de l’équipe et astronome à l’ESO :

Nous savions que nous étions face à un trou noir très massif lorsque nous avons réalisé son taux de croissance rapide.

La quantité que peuvent avaler les trous noirs dépend de la masse qu’ils ont déjà.  Donc, pour que celui-ci dévore de la matière à un rythme aussi élevé, nous avons pensé qu’il pourrait devenir un nouveau détenteur de record. Et maintenant, nous le savons.

Bien que les trous noirs ne puissent pas être imagés directement, car ils ne laissent pas la lumière s’échapper, J2157 est en fait classé comme un quasar, ou « source radio quasi-stellaire », c’est-à-dire des objets extrêmement brillants alimentés par des trous noirs au moins un milliard de fois plus massifs que notre soleil.

Comme pour l’image d’entête, représentation artistique d’un quasar alimenté par un trou noir supermassif. (ESO)

Le signal lumineux du quasar est formé par des particules de poussière et de gaz qui s’accumulent autour du bord du trou noir supermassif et qui sont accélérées à une vitesse proche de celle de la lumière. En pratique, le trou noir agit comme un accélérateur, naturel et extrêmement puissant, de particules.

Heureusement pour nous, il est situé à plusieurs milliards d’années-lumière. Mais cela signifie aussi que les astronomes mesurent l’influence gravitationnelle de J2157 telle qu’il est apparu dans un lointain passé, lorsque l’univers était encore très jeune.

Selon le Dr Onken

Nous le voyons à une époque où l’univers n’avait que 1,2 milliard d’années, soit moins de 10 % de son âge actuel.

C’est le plus grand trou noir qui ait été mesuré dans cette première période de l’Univers.

Depuis lors, J2157 s’est probablement agrandi, fusionnant peut-être avec plusieurs autres trous noirs à travers les éons.

Toujours selon Onken :

Avec un trou noir aussi énorme, nous sommes également impatients de voir ce que nous pouvons apprendre sur la galaxie dans laquelle il se développe.

Cette galaxie est-elle l’un des mastodontes des débuts de l’Univers, ou le trou noir a-t-il simplement englouti une quantité extraordinaire de son environnement ? Nous devrons continuer à creuser pour le découvrir.

L’étude publiée dans The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : A thirty-four billion solar mass black hole in SMSS J2157–3602, the most luminous known quasar et présentée sur le site de l’université nationale australienne : Hungriest of black holes among the most massive in the Universe.