Concentration d'une multitude de trous noirs

Publié par Adrien le 27/02/2021 à 09:00
Source: CNRS INSU
A la recherche d'un trou noir massif au centre d'un amas globulaire d'étoiles, deux chercheurs de l'Institut d'astrophysique de Paris ont découvert une concentration invisible, dont la plus grande partie de la masse pourrait être formée de petits trous noirs.


Trop petits pour être observés au télescope, les multiples trous noirs de l'amas d'étoiles NGC 6397 sont ici représentés de manière très exagérée par l'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités...) N. Bartmann.
© ESA/Hubble, N. Bartmann

Les amas globulaires d'étoiles sont des collections sphériques d'étoiles gouvernées par la gravitation (La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction...). En leur centre, la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) des étoiles est plus forte. Poussées par les interactions dynamiques, on pourrait s'attendre à ce que les orbites des astres les mènent progressivement vers le centre de l'amas, jusqu'à fusionner en un gros trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense...) de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) intermédiaire pesant quelques centaines de fois la masse du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...).

L'analyse des mouvements et positions des étoiles de l'amas NGC 6397, à l'aide des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) fournies par les télescopes spatiaux Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en...) et Gaia, a permis de mettre en évidence l'existence d'une grosse masse invisible au centre de l'amas. Cependant, les chercheurs ont été surpris de constater que cette masse n'était pas ponctuelle, comme pourrait l'être celle d'un trou noir massif (Le mot massif peut être employé comme :), mais qu'elle avait une extension de quelques pour cent de la taille de l'amas. Suivant la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) de l'évolution stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la...), ils en ont conclu que le gros de cette masse pourrait être composé de petits trous noirs, formés à la fin de la vie (La vie est le nom donné :) d'étoiles très massives. Cette conclusion remarquable dépend de l'hypothèse que les trous noirs ne s'échappent généralement pas de l'amas.

Cette découverte laisse à penser que les ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) gravitationnelles observées grâce à LIGO (LIGO (pour Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) est un projet...) et VIRGO pourraient être causées en grande partie par des fusions de trous noirs dans le coeur de ces amas globulaires.

En savoir plus:
Does NGC 6397 contain an intermediate-mass black hole or a more diffuse inner subcluster ? - Astronomy & Astrophysics, Volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) 646, 2021.
Eduardo Vitral et Gary Mamon.
https://doi.org/10.1051/0004-6361/202039650
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