La “police des trous noirs” repèrent le premier trou noir dormant dans notre arrière-cour galactique
Un groupe d’experts du monde entier, connus pour leur capacité à démentir les affirmations sur les trous noirs, a découvert quelque chose d’intéressant dans une des voisines de la Voie lactée, le Grand Nuage de Magellan. Le groupe de chercheurs, qui comprend un scientifique surnommé le « destructeur de trous noirs », a découvert un trou noir de masse stellaire dormant, le premier à être découvert en dehors de notre galaxie.
GIF d’entête : cette animation montre à quoi pourrait ressembler le système binaire VFTS 243, un trou noir qui orbite une étoile compagne, si nous l’observions de près et avec une inclinaison différente de celle que nous voyons depuis la Terre. (ESO/ L. Calçada)
Les trous noirs de masse stellaire se forment lorsque des étoiles géantes atteignent la fin de leur vie et s’effondrent sous leur propre masse. Dans une binaire, c’est-à-dire un système composé de deux étoiles qui orbitent l’une autour de l’autre, ce processus crée un trou noir qui orbite avec une étoile compagne brillante. Le trou noir est dit « dormant » s’il n’émet pas de hauts niveaux de rayons X, ce qui est le cas de la plupart des trous noirs. Cela signifie également que les trous noirs dormants sont difficiles à découvrir, car ils n’interagissent pas avec leur environnement comme c’est le cas pour un trou noir normal.
Selon le coauteur de l’étude, Pablo Marchant de la KU Leuven (Belgique) :
Il est incroyable que nous ne connaissions pratiquement aucun trou noir dormant, alors que les astronomes pensent qu’ils sont très répandus.
Cette représentation artistique montre à quoi pourrait ressembler le système binaire VFTS 243 si nous l’observions de près. (ESO/ L. Calçada)
Le trou noir nouvellement découvert a une masse au moins 9 fois supérieure à celle du Soleil et tourne autour d’une étoile bleue et chaude pesant 25 fois la masse du Soleil. Cette découverte a été réalisée grâce à six années d’observations obtenues avec le Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire européen austral (ESO), à l’aide de l’instrument FLAMES (Fibre Large Array Multi Element Spectrograph) qui a été dirigé sur la nébuleuse de la Tarentule.
Selon le responsable de l’étude, Tomer Shenar, de l’université d’Amsterdam, aux Pays-Bas :
Pour la première fois, notre équipe s’est réunie pour rendre compte de la découverte d’un trou noir, au lieu de la rejeter. En tant que chercheur ayant démystifié des trous noirs potentiels ces dernières années, j’étais extrêmement sceptique quant à cette découverte.
Pour trouver le trou noir, appelé VFTS 243, le groupe a examiné près de 1 000 étoiles massives dans la zone de la nébuleuse de la Tarentule du Grand Nuage de Magellan, à la recherche d’étoiles qui pourraient avoir des trous noirs comme compagnons. Il est extrêmement difficile d’identifier ces compagnons comme des trous noirs, car il existe de nombreuses autres possibilités.
La nébuleuse de la Tarentule, qui brille à environ 160 000 années-lumière, est l’élément le plus spectaculaire du Grand Nuage de Magellan, une galaxie satellite de notre Voie lactée. Cette image prise par le VLT Survey Telescope de l’Observatoire Paranal de l’ESO au Chili montre la région et ses riches environs de manière très détaillée. Elle révèle un paysage cosmique composé d’amas d’étoiles, de nuages de gaz incandescents et des restes épars d’explosions de supernovas. (ESO)
Kareem El-Badry, coauteur et membre du Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA/ États-Unis) à qui l’on a attribué le surnom de « destructeur de trous noirs », a également émis des réserves sur ce candidat au départ, précisant que :
Lorsque Tomer m’a demandé de revérifier ses résultats, j’ai eu des doutes. Mais je n’ai pas pu trouver d’explication plausible pour les données qui n’impliquaient pas un trou noir.
Cette découverte donne également à l’équipe un aperçu unique des processus qui se produisent lors de la naissance des trous noirs. Le consensus général entre les astronomes est qu’un trou noir de masse stellaire est créé lorsque le noyau d’une étoile massive mourante s’effondre, mais on ne sait toujours pas si cela provoque également une puissante explosion de supernova.
Selon Shenar :
L’étoile qui a formé le trou noir dans VFTS 243 semble s’être entièrement effondrée, sans aucun signe d’une explosion antérieure. Des preuves de ce » scénario d’effondrement direct » sont apparues récemment, mais notre étude fournit sans doute l’une des preuves les plus directes. Cela a d’énormes implications pour l’origine des fusions de trous noirs dans le cosmos.
Bien qu’on l’appelle la « police des trous noirs », l’équipe accepte d’être contrôlée. Ils espèrent que leurs travaux aideront à trouver les milliers d’autres trous noirs de masse stellaire qui gravitent autour d’étoiles massives dans la Voie lactée et les nuages de Magellan.
L’étude publiée dans Nature Astronomy : An X-ray-quiet black hole born with a negligible kick in a massive binary within the Large Magellanic Cloud et présentée sur le site de l’Observatoire européen austral : ‘Black hole police’ discover a dormant black hole outside our galaxy et le site du du Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian : ‘Black Hole Police’ Discover a Dormant Black Hole Outside of the Milky Way Galaxy.
