Dans la culture humaine, nos jeunes atteignent généralement un moment de la vie où ils choisissent de quitter leur foyer et de se forger eux-mêmes. Les objets stellaires comme les trous noirs ressentent-ils le même désir d’indépendance ?
“Cela a été prédit pendant plus de 50 ans, que ces trous noirs pourraient de temps en temps être éjectés des galaxies.”
“Cela a été prédit pendant plus de 50 ans, que ces trous noirs pourraient de temps en temps être éjectés des galaxies”, a déclaré Pieter van Dokkum, professeur de physique et d’astronomie à l’Université de Yale, à Salon. “Il y a déjà eu quelques candidats, et c’est aussi juste un candidat jusqu’à ce que nous soyons sûrs à 100% que c’est un trou noir, mais c’est un bon et c’est aussi le seul jusqu’à présent qui a été trouvé vraiment en dehors de la galaxie. où il a déjà été complètement éjecté.”
Les trous noirs sont relativement courants dans l’univers. En effet, de nombreuses étoiles légèrement plus grosses que notre soleil finiront leur vie sous forme de trous noirs. Contrairement à la croyance populaire, ils ne terrorisent pas les objets qui “aspirent” la matière sans discernement – ils se comportent plutôt comme n’importe quel autre objet de la taille d’une étoile, mais avec un horizon d’événements passé auquel aucune matière ne peut échapper. Si notre soleil devait être soudainement remplacé par un trou noir de même masse, les planètes de notre système solaire continueraient à orbiter confortablement dans les mêmes positions.
Mais les trous noirs supermassifs sont quelque chose de beaucoup plus rare. Ayant généralement la masse de centaines de millions ou de milliards de soleils, ces objets forment les centres de presque toutes les galaxies observées. Ces objets massifs semblent manger des étoiles et autres débris stellaires avec une régularité alarmante. Cette semaine encore, les astronomes ont observé un énorme nuage de gaz en orbite très proche du trou noir supermassif de notre galaxie, qui devrait avaler le nuage de gaz d’ici 2036.
La quantité incroyable de masse que possèdent les trous noirs supermassifs signifie qu’ils sont généralement liés gravitationnellement à des milliards d’étoiles. Parfois, les centres galactiques peuvent avoir deux trous noirs supermassifs ou plus en orbite à proximité. En trouver un qui s’est échappé de sa galaxie mère serait en effet une étrange découverte.
Dokkum et ses collègues doivent remercier le télescope spatial Hubble pour cette découverte particulière, car l’observatoire massif a capté une traînée de lumière brillante lorsque les astronomes observaient la galaxie naine RCP 28, qui se trouve à environ 7,5 milliards d’années-lumière de la Terre. Dans une observation de suivi, les astronomes ont découvert que la traînée semblait mesurer plus de 200 000 années-lumière de long, soit deux fois la largeur de la Voie lactée. Il semble également suivre un trou noir dont on estime qu’il mesure 20 millions de fois la masse du Soleil et se déplace à 4 500 fois la vitesse du son loin de sa galaxie d’origine.
En effet, l’immense vitesse était un indice important pour les astronomes qu’il s’agissait en fait d’un trou noir supermassif.
“L’essentiel est que nous puissions estimer à quelle vitesse il va – 1 600 kilomètres par seconde – et qu’il est difficile de trouver quoi que ce soit d’autre qui se déplacerait aussi vite”, a déclaré Dokkum. “Nous voyons ces points au bout de cette longue traînée d’étoiles, et il est difficile de trouver autre chose.”
“Lors de leur dernier plongeon, [gravitational] les ondes sont émises dans une direction préférée donnant au trou noir résiduel un coup de pied dans la direction opposée, comme l’effet de fusée.”
Dokkum a souligné que quelque chose comme ça n’avait jamais été vu auparavant et c’est certainement “unique”.
En 2007, l’astronome de Harvard Avi Loeb a publié un article dans la revue Physical Review Letters, prédisant les signatures observables d’un trou noir supermassif en fuite, comme la vitesse. En règle générale, les trous noirs supermassifs résident au centre d’une galaxie. Par exemple, le Sagittaire A* est situé au centre de la galaxie de la Voie lactée.
“Mais lorsque deux galaxies fusionnent, leurs trous noirs se rejoignent et finissent par fusionner pour devenir un seul trou noir grâce à l’émission d’ondes gravitationnelles”, a déclaré Loeb à Salon. “Lors de leur dernier plongeon, [gravitational] les ondes sont émises dans une direction préférée donnant au trou noir résiduel un coup de pied dans la direction opposée, comme l’effet de fusée.”
Cela peut faire reculer le trou noir à des vitesses de milliers de kilomètres par seconde.
“Un autre mécanisme de recul se produit lorsqu’un troisième trou noir rejoint la fusion, rendant le système instable et expulsant le trou noir le plus léger”, a déclaré Loeb. “Tout comme chez les humains, les systèmes à trois corps sont instables.”
Loeb a déclaré à Salon que l’article le plus récent montre “des preuves passionnantes d’un trou noir supermassif reculé se déplaçant à une vitesse de 1600 kilomètres par seconde à travers le gaz de sa galaxie hôte”.
“A cette vitesse, il s’échappera de sa galaxie hôte dans l’espace intergalactique à l’avenir. L’éjection s’est produite il y a près de 39 millions d’années”, a déclaré Loeb. “A ce moment, le trou noir crée un sillage dans le gaz et induit la formation d’étoiles dans ce sillage.”
L’étape suivante consiste à confirmer que l’objet est bien un trou noir supermassif en fuite. Une fois confirmé, les astronomes étudieront comment il peut fonctionner à une vitesse aussi incroyable.
“Il existe également des preuves d’une paire de trous noirs, impliquant un système à trois corps comme source de l’éjection”, a déclaré Loeb.
