Découverte d’un trou noir dormant en dehors de nôtre galaxie
Une équipe de chercheurs internationaux a découvert un trou noir dormant en dehors de la Voie Lactée. Cette découverte a fait l’objet d’un communiqué de presse scientifique publié par l’Observatoire Européen Austral (ESO) que nous vous proposons de découvrir.
Une équipe d’experts internationaux, réputée pour avoir démystifié plusieurs découvertes de trous noirs, a découvert un trou noir de masse stellaire dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie voisine de la nôtre. « Pour la première fois, notre équipe s’est réunie pour rendre compte de la découverte d’un trou noir, au lieu de la rejeter », explique Tomer Shenar, responsable de l’étude. De plus, ils ont constaté que l’étoile qui a donné naissance au trou noir a disparu sans aucun signe d’une puissante explosion. La découverte a été réalisée grâce à six années d’observations effectuées avec le Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire Européen Austral (ESO).
« Nous avons identifié une “aiguille dans une botte de foin” », déclare Tomer Shenar, qui a commencé cette étude à la KU Leuven en Belgique et qui est maintenant boursier Marie-Curie à l’université d’Amsterdam, aux Pays-Bas. Bien que d’autres candidats similaires aient été proposés, l’équipe affirme qu’il s’agit du premier trou noir de masse stellaire “dormant” à être détecté sans ambiguïté en dehors de notre galaxie.
Les trous noirs de masse stellaire se forment lorsque des étoiles massives arrivent en fin de vie et s’effondrent sous l’effet de leur propre gravité. Dans une binaire, un système de deux étoiles tournant l’une autour de l’autre, ce processus laisse derrière lui un trou noir en orbite autour d’une étoile compagne lumineuse. Le trou noir est “dormant” s’il n’émet pas de hauts niveaux de rayons X, ce qui est la façon dont ces trous noirs sont généralement détectés. « Il est incroyable que nous ne connaissions pratiquement aucun trou noir dormant, alors que les astronomes pensent qu’ils sont très répandus », explique le coauteur Pablo Marchant, de la KU Leuven. Le trou noir nouvellement découvert a au moins neuf fois la masse de notre Soleil et tourne autour d’une étoile bleue et chaude pesant 25 fois la masse du Soleil.
Les trous noirs dormants sont particulièrement difficiles à repérer car ils n’interagissent pas beaucoup avec leur environnement. Julia Bodensteiner, chargée de recherche à l’ESO en Allemagne explique :
Cela fait maintenant plus de deux ans que nous recherchons de tels systèmes binaires à trous noirs. J’ai été très enthousiaste lorsque j’ai entendu parler de VFTS 243, qui est à mon avis le candidat le plus convaincant signalé à ce jour.
Pour trouver VFTS 243, la collaboration a recherché près de 1000 étoiles massives dans la région de la nébuleuse de la Tarentule du Grand Nuage de Magellan, à la recherche de celles qui pourraient avoir des trous noirs comme compagnons. Il est extrêmement difficile d’identifier ces compagnons comme des trous noirs, car il existe de nombreuses autres possibilités. « En tant que chercheur ayant démystifié des trous noirs potentiels ces dernières années, j’étais extrêmement sceptique quant à cette découverte », déclare Tomer Shenar. Ce scepticisme était partagé par le co-auteur Kareem El-Badry du Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian aux États-Unis, que Tomer Shenar appelle le « destructeur de trous noirs ». « Lorsque Tomer m’a demandé de vérifier ses résultats, j’avais des doutes. Mais je n’ai pas pu trouver d’explication plausible pour les données qui n’impliquaient pas un trou noir », explique Kareem El-Badry.
Cette découverte offre également à l’équipe une vue unique sur les processus qui accompagnent la formation des trous noirs. Les astronomes pensent qu’un trou noir de masse stellaire se forme lorsque le noyau d’une étoile massive mourante s’effondre, mais il n’est pas certain que ce processus s’accompagne ou non d’une puissante explosion de supernova. Tomer Shenar explique :
L’étoile qui a formé le trou noir de VFTS 243 semble s’être effondrée entièrement, sans aucun signe d’une explosion antérieure. Des preuves de ce scénario de “collapsus direct” sont apparues récemment, mais notre étude fournit sans doute l’une des indications les plus directes. Cela a d’énormes implications pour l’origine des fusions de trous noirs dans le cosmos.
Le trou noir de VFTS 243 a été découvert grâce à six années d’observations de la nébuleuse de la Tarentule par l’instrument FLAMES (Fibre Large Array Multi Element Spectrograph) sur le VLT de l’ESO. Malgré son surnom de “police des trous noirs”, l’équipe encourage activement l’examen de leur résultat et espère que ses travaux, publiés aujourd’hui dans Nature Astronomy, permettront de découvrir d’autres trous noirs de masse stellaire orbitant autour d’étoiles massives, dont des milliers sont censés exister dans la Voie lactée et dans les nuages de Magellan. « Bien entendu, je m’attends à ce que d’autres spécialistes examinent attentivement notre analyse et tentent de concevoir d’autres modèles », conclut Kareem. El-Badry. « C’est un projet dans lequel il est très enthousiasment de s’investir ».
Source
Retrouvez l’intégralité de ce communiqué de presse scientifique publié par l’ESO le 18/07/2022 ici
