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Des astronomes découvrent un trou noir dans notre arrière-cour cosmique


Presque mais pas tout à fait à temps pour Halloween, les astronomes ont annoncé vendredi qu’ils avaient découvert le trou noir connu le plus proche. C’est un gros, une coquille de vide béant 10 fois plus massive que le soleil, en orbite aussi loin de sa propre étoile que la Terre l’est de la nôtre.

Ne vous inquiétez pas, cependant: ce trou noir est à 1 600 années-lumière, dans la constellation d’Ophiuchus; le trou noir connu le plus proche se trouve à environ 3 000 années-lumière dans la constellation du Monoceros. Ce qui distingue ce nouveau trou noir des milliers d’autres déjà identifiés dans notre galaxie de la Voie lactée, outre sa proximité, c’est qu’il ne fait rien – ne pas attirer l’étoile voisine vers sa perte, ne pas consommer gravitationnellement tout ce qui se trouve à proximité. Au contraire, le trou noir est dormant, un tueur silencieux attendant que les courants de l’espace l’alimentent.

Les trous noirs sont des objets si denses que, selon la théorie de la relativité générale d’Einstein, même la lumière ne peut pas leur échapper. Cela en fait les phénomènes les plus intrigants et les plus violents de la nature; Lorsqu’ils se nourrissent, ils peuvent devenir les objets les plus brillants de l’univers, car le gaz, la poussière et même les étoiles plus petites sont déchirés et chauffés à l’incandescence, crachant de l’énergie à l’approche des portes de l’éternité.

La plupart des galaxies ont un trou noir supermassif des millions de milliards de fois plus massif que le soleil; Les scientifiques ne savent pas d’où ils viennent. On pense que des trous noirs plus petits se forment à partir d’étoiles massives qui ont atteint la fin de leur vie thermonucléaire et se sont effondrées. Il y a probablement des millions de trous noirs dans la Voie lactée. Ils se font généralement connaître par les rayons X qu’ils crachent lorsqu’ils enlèvent du gaz à leurs compagnons dans les systèmes à deux étoiles.

Mais qu’en est-il des trous dormants, ceux qui ne crachent pas actuellement du feu? Kareem el-Badry, astrophysicien au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, est à la recherche de ces démons cachés depuis quatre ans. Il a trouvé ce trou noir en examinant les données du vaisseau spatial GAIA de l’Agence spatiale européenne, qui a suivi avec une précision exquise les positions, les mouvements et autres propriétés de millions d’étoiles dans la Voie lactée.

Le Dr el-Badry et son équipe ont détecté une étoile, pratiquement identique à notre soleil, qui tremblait étrangement, comme sous l’influence gravitationnelle d’un compagnon invisible. Pour approfondir leurs recherches, les chercheurs ont réquisitionné le télescope Gemini Nord au sommet du Mauna Kea à Hawaii, qui a pu mesurer la vitesse et la période de cette oscillation et ainsi déterminer les masses relatives des objets impliqués. La technique est identique au processus par lequel les astronomes analysent les oscillations des étoiles pour détecter la présence d’exoplanètes en orbite – sauf que cette fois, la carrière était beaucoup plus grande.

Leurs résultats et les calculs ultérieurs étaient cohérents avec un trou noir de 10 masses solaires encerclé par une étoile similaire à la nôtre. Ils l’ont nommé Gaia BH1.

« Prenez le système solaire, mettez un trou noir là où se trouve le soleil et le soleil là où se trouve la Terre, et vous obtenez ce système », a déclaré le Dr el-Badry dans un communiqué de presse du Laboratoire national d’optique et d’infrarouge, qui gère le télescope Gemini Nord.

« C’est le trou noir connu le plus proche par un facteur de trois, et sa découverte suggère l’existence d’une population importante de trous noirs dormants dans les binaires », ont écrit lui et ses co-auteurs dans un article publié mercredi dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Les astronomes ont déclaré que la nouvelle découverte soulevait des questions sur leur connaissance présumée de la façon dont de tels systèmes d’étoiles binaires ont évolué. L’ancêtre de ce trou noir devait être une étoile d’environ 20 masses solaires. Selon les principales théories, la mort de l’étoile et la formation subséquente d’un trou noir auraient impliqué une explosion de supernova et d’autres processus qui auraient gravement perturbé l’autre étoile plus petite du système. Alors pourquoi l’autre étoile semble-t-elle si normale ?

« Cela pose de nombreuses questions sur la façon dont ce système binaire a été formé », a déclaré le Dr el-Badry dans le communiqué de presse, « ainsi que sur le nombre de ces trous noirs dormants. »

Awin