Le télescope James-Webb a trouvé des traces d'anciennes étoiles dans les nuages de gaz qui entourent le trou noir au centre de notre galaxie.
Au cœur de la Voie lactée se trouve Sagittarius A*, un trou noir environ quatre millions de fois plus massif que le Soleil. Il attire la matière qui passe près de lui, mais engloutit beaucoup moins de gaz que les trous noirs très actifs observés au centre d'autres galaxies. Les chercheurs essaient de comprendre pourquoi.
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Pour mener l'enquête, une équipe de l'Université McGill, au Canada, a étudié les nuages de gaz qui circulent dans son voisinage. Avec James-Webb, elle a observé leur lumière infrarouge. Celle-ci permet de reconnaître différents éléments chimiques, même dans cette région du ciel masquée par de grandes quantités de poussière.
Les résultats montrent que ces nuages sont particulièrement riches en éléments lourds. Les astronomes les appellent des « métaux », mais ce mot a ici un sens plus large que dans la vie courante : il désigne tous les éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium, y compris l'oxygène et le carbone.
D'où viennent ces éléments ? Une bonne partie d'entre eux est fabriquée au cœur des étoiles. Lorsque certaines étoiles massives explosent à la fin de leur vie, elles dispersent cette matière dans l'espace. Les chercheurs pensent que de telles explosions ont enrichi les gaz proches de Sagittarius A* au fil du temps.
Les observations révèlent aussi que la composition de ces nuages ressemble à celle de plusieurs étoiles qui tournent autour du trou noir. Le gaz et ces étoiles pourraient donc avoir une histoire commune. Cela reste une interprétation : James-Webb n'a pas observé directement des explosions qui auraient produit cette matière.
Pourquoi s'intéresser à la composition du gaz ? Parce qu'elle influence sa façon de se refroidir. Or un gaz qui perd de la chaleur peut plus facilement se contracter et migrer vers le trou noir. Comprendre ses propriétés pourrait donc aider à expliquer pourquoi Sagittarius A* se nourrit si lentement.
L'étude a également permis de distinguer plusieurs nuages et de mieux connaître leurs mouvements. Certains semblent soumis à des conditions particulièrement agitées, peut-être sous l'effet de vents d'étoiles proches ou de chocs dans le gaz. Les chercheurs ne peuvent pas encore reconstituer précisément le trajet de toute cette matière.
Il faudra désormais comparer ces observations avec des simulations pour suivre l'évolution du gaz sur de longues périodes. Le centre de notre galaxie offre ainsi un environnement observable pour comprendre des phénomènes qui se produisent aussi autour de trous noirs beaucoup plus lointains.