La plus proche paire de trous noirs supermassifs jamais découverte

Publié par Adrien le 01/12/2021 à 09:00
Source: ESO
Grâce au Very Large Telescope de l'Observatoire Européen Austral (VLT de l'ESO), des astronomes ont révélé la paire de trous noirs supermassifs la plus proche de la Terre jamais observée. Les deux objets sont également beaucoup moins éloignés l'un de l'autre que n'importe quelle autre paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts...) de trous noirs supermassifs repérée précédemment et finiront par fusionner en un seul trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense...) géant.


Situé dans la galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...) NGC 7727, dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte...) du Verseau, le couple de trous noirs supermassifs se trouve à environ 89 millions d'années-lumière de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...). Bien que cette distance puisse sembler éloignée, elle réduit de loin le précédent record de 470 millions d'années-lumière, ce qui fait de cette nouvelle paire de trous noirs supermassifs la plus proche de nous à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...).

Les trous noirs supermassifs se cachent au centre des galaxies massives et lorsque deux de ces galaxies fusionnent, les trous noirs finissent par entrer en collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de...). Le couple de NGC 7727 a battu le record de la plus petite distance séparant deux trous noirs supermassifs, puisqu'ils sont observés à seulement 1600 années-lumière de distance dans le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.). "C'est la première fois que nous trouvons deux trous noirs supermassifs aussi proches l'un de l'autre, moins de la moitié de la distance qui séparait le précédent détenteur du record", explique Karina Voggel, astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.) à l'Observatoire de Strasbourg (France) et auteur principal de l'étude publiée aujourd'hui en ligne dans Astronomy & Astrophysics.

"La faible séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque...) et la vitesse (On distingue :) des deux trous noirs indiquent qu'ils vont fusionner en un seul trou noir colossal, probablement dans les 250 millions d'années à venir", ajoute le co-auteur Holger Baumgardt, professeur à l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) du Queensland, en Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de...). La fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état...) de trous noirs comme ceux-ci pourrait expliquer comment les trous noirs les plus massifs de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) ont vu le jour.

Karina Voggel et son équipe ont pu déterminer les masses des deux objets en observant comment la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) gravitationnelle des trous noirs influence le mouvement des étoiles qui les entourent. Le plus gros trou noir, situé au coeur de NGC 7727, a une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) de près de 154 millions de fois celle du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...), tandis que son compagnon a une masse de 6,3 millions de masses solaires.

C'est la première fois que les masses ont été mesurées de cette manière pour une paire de trous noirs supermassifs. Cet exploit a été rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie)...) possible grâce à la proximité du système par rapport à la Terre et aux observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) détaillées que l'équipe a réalisées à l'Observatoire de Paranal, au Chili, à l'aide de l'instrument MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) du VLT de l'ESO, un instrument avec lequel Karina Voggel a appris à travailler lorsqu'elle était étudiante à l'ESO. En mesurant les masses avec MUSE et en utilisant des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) supplémentaires du télescope spatial Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en...) de la NASA/ESA, l'équipe a pu confirmer que les objets de NGC 7727 étaient bien des trous noirs supermassifs.

Les astronomes soupçonnaient que la galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de...) abritait les deux trous noirs, mais ils n'avaient pas été en mesure de confirmer leur présence jusqu'à présent, car nous ne voyons pas de grandes quantités de rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de...) de haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) provenant de leur environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) immédiat, ce qui les trahirait si c'était le cas. "Notre découverte implique qu'il pourrait y avoir beaucoup plus de ces vestiges de fusions de galaxies et qu'ils pourraient contenir de nombreux trous noirs massifs cachés qui attendent encore d'être découverts", déclare Karina Voggel. "Cela pourrait augmenter de 30 % le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...) de trous noirs supermassifs connus dans l'Univers local".

La recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) de semblables paires de trous noirs supermassifs cachés devrait faire un grand bond en avant grâce à l'Extremely Large Telescope (ELT) de l'ESO, qui devrait entrer en service dans le courant de la décennie (Une décennie est égale à dix ans. Le terme dérive des mots latins de decem « dix »...) dans le désert (Le mot désert désigne aujourd’hui une zone stérile ou peu propice à la...) d'Atacama au Chili. "La détection de cette paire de trous noirs supermassifs n'est qu'un début", déclare le co-auteur Steffen Mieske, astronome à l'ESO au Chili et responsable des opérations scientifiques de Paranal de l'ESO. "Avec l'instrument HARMONI sur l'ELT, nous serons en mesure de faire des détections comme celle-ci beaucoup plus loin que ce qui est actuellement possible. L'ELT de l'ESO fera partie intégrante de la compréhension de ces objets."
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