Découverte d’un trou noir dissimulé dans un amas d’étoiles extragalactique
Des astronomes viennent de révéler un trou noir provenant d’une autre galaxie, qui se cache au cœur d’un amas lumineux d’un millier d’étoiles. Le trou noir n’émet aucune lumière visible, sa présence a été trahie par son influence gravitationnelle sur les étoiles voisines.
Image d’entête : représentation artistique du trou noir de l’amas d’étoiles NGC 1850 déformant son étoile compagne. (ESO/ M. Kornmesser)
C’est la première fois qu’un trou noir est repéré en dehors de la Voie lactée grâce à cette méthode de détection.
L’astronome Sara Saracino, de l’université John Moores de Liverpool, au Royaume-Uni, explique que la découverte d’une étoile dans cet amas au comportement étrange fut comme un « pistolet fumant ».
Selon Sara Saracino auteure principale de l’étude, publiée cette semaine (lien plus bas) :
Un peu comme Sherlock Holmes traquant une bande criminelle à partir de ses faux pas, nous regardons chaque étoile de cet amas avec une loupe dans une main en essayant de trouver des preuves de la présence de trous noirs, mais sans les voir directement.
Le résultat présenté ici ne représente qu’un seul des coupables recherchés, mais quand on en a trouvé un, on est bien parti pour en découvrir beaucoup d’autres, dans des amas différents.
D’environ 11 fois la masse de notre Soleil, ce petit trou noir a été découvert dans l’amas d’étoiles NGC 1850, dans une galaxie voisine appelée le Grand Nuage de Magellan.
Auparavant, ce genre de trous noirs stellaire n’étaient détectés au-delà de notre galaxie que par d’autres méthodes : soit par les rayons X qu’ils émettent lorsqu’ils surchauffent du gaz et d’autres matériaux, soit par les ondes gravitationnelles qui se propagent lorsqu’ils entrent en collision avec un autre objet massif, comme une étoile à neutrons.
Mais cette méthode de détection, qui consiste à observer l’influence gravitationnelle subtile mais détectable sur les étoiles proches, n’a jamais été utilisée pour trouver un trou noir provenant d’une autre galaxie.
C’est pourtant la méthode utilisée pour confirmer la présence du trou noir supermassif Sagittarius A* au cœur de notre propre galaxie. Pendant des décennies, les astronomes ont observé comment la gravité du trou noir forçait les étoiles à se déplacer sur des orbites inhabituelles, comme des marionnettes sur une corde.
L’application de cette méthode en dehors de la Voie lactée pourrait permettre aux astronomes d’en trouver beaucoup plus.
Selon Mark Gieles, coauteur de l’étude, de l’université de Barcelone, en Espagne :
Chaque détection que nous ferons sera importante pour notre compréhension future des amas stellaires et des trous noirs qu’ils contiennent.
Elle nous renseignera également sur l’évolution des trous noirs de masse stellaire, notamment sur la façon dont ils se développent en se nourrissant d’étoiles ou en fusionnant avec d’autres trous noirs.
La découverte a été rendue possible grâce au puissant instrument MUSE, installé sur le Very Large Telescope (VLT) au Chili, exploité par l’Observatoire européen austral (ESO).
MUSE (pour Multi Unit Spectroscopic Explorer) est un spectrographe grand champ, qui peut produire des ensembles de données 3D d’un objet, où chaque pixel de l’image contient des informations sur le spectre complet de la lumière.
Selon le coauteur Sebastian Kamann, également de l’Astrophysics Research Institute de Liverpool au Royaume-Uni :
MUSE nous a permis d’observer des zones très encombrées, comme les régions les plus internes des amas stellaires, en analysant la lumière de chaque étoile à proximité.
Le résultat net est une information sur des milliers d’étoiles en un seul coup, au moins 10 fois plus qu’avec n’importe quel autre instrument.
Animation artistique du trou noir de NGC 1850 déformant son étoile compagne (ESO)
L’étude publiée dans The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : A black hole detected in the young massive LMC cluster NGC 1850 et présentée sur le site de l’Observatoire européen austral : Un trou noir se cachant dans un amas d’étoiles en dehors de notre galaxie vient d’être découvert.