Un trou noir en fuite laisse derrière lui une traînée de nouvelles étoiles
Une découverte fortuite du télescope spatial Hubble fournit les premières indications sur un trou noir particulier. Il a été éjecté du centre de sa galaxie.
Des images récentes du télescope spatial Hubble montrent une structure étrange : une bande droite et étroite d'étoiles nouvellement formées, située bien au-delà d'une galaxie. L'explication la plus probable est qu'il s'agit d'un trou noir qui s'est échappé. C'est ce qu'écrit l'équipe de Pieter van Dokkum de l'Université de Yale dans un article accepté par la revue "Astrophysical Journal Letters" et déjà disponible sur le serveur de prépression "arXiv".
Au centre de presque toutes les galaxies se trouve un trou noir extrêmement massif, dont la masse est de l'ordre de millions à milliards de fois celle de notre Soleil. Depuis des décennies, on pense que ces objets pourraient être éjectés lors de collisions entre galaxies et se déplacer dans l'univers en se détachant de leur galaxie d'origine. Cependant, il n'y avait jusqu'à présent aucune preuve de cela, car ces trous noirs isolés sont très difficiles à détecter. La découverte fortuite de l'équipe de Pieter van Dokkum pourrait bien montrer la trace d'une telle aberration. Les chercheurs estiment que ce trou noir extrêmement massif a été éjecté du centre de sa galaxie d'origine il y a 39 millions d'années et qu'il traverse maintenant l'Univers à une vitesse de 1600 kilomètres par seconde.
Source : © Van Dokkum, P. et al.: A candidate runaway supermassive black hole identified by shocks and star formation in its wake. arXiv:2302.04888, 2023, fig. 1 (Ausschnitt)
L'origine de la bande d'étoiles et de gaz est dirigée vers le centre d'une petite galaxie irrégulière. Sa forme suggère qu'elle a récemment fusionné avec un autre îlot de mondes. La galaxie et la bande se trouvent à environ 5,4 milliards d'années-lumière de la Terre. La bande est longue de plus de 200 000 années-lumière, soit deux fois la taille de notre Voie lactée. Elle est plus brillante et plus étroite à son extrémité, qui s'éloigne de la galaxie, tandis qu'elle s'élargit légèrement près de la galaxie. Les analyses des scientifiques montrent que les étoiles de la bande ne sont âgées que de quelques millions d'années. Le trou noir situé à l'extrémité de la bande ne les avait donc pas arrachées à la galaxie et "emportées" avec lui, mais elles se sont formées à partir du gaz qui a été comprimé par le passage du trou noir. Le fait que les étoiles situées à l'extrémité de la bande semblent être plus jeunes que celles situées plus loin plaide également en faveur de cette interprétation.
Bien que les images actuelles ne permettent pas de visualiser directement le trou noir extrêmement massif lui-même, les observations et les modélisations de l'équipe plaident clairement en faveur de son existence. De nouvelles images à haute résolution prises avec le télescope James Webb pourraient montrer plus de détails dans la bande et surtout mieux caractériser la région autour du trou noir au sommet. Des observations de rayons X pourraient même, selon les scientifiques, détecter directement le vortex de matière chaude autour du trou noir, appelé disque d'accrétion.
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Photo de couverture : © draco-zlat / Getty Images / iStock (détail) L'illustration montre deux trous noirs en interaction, dont l'un est éjecté. Des astronomes viennent de trouver des traces d'un tel processus grâce au télescope Hubble.
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