Un énorme trou noir découvert

Une équipe d’astrophysiciens emmenée par Karl Gebhardt de l’Université du Texas a évalué la masse du trou noir central de la galaxie Messier 87 (M 87) à 6,6 milliards de masses solaires.

La galaxie elliptique M 87 est un ogre, l’une des plus massives connues des astronomes ! Située à environ 55 millions d’années-lumière de nous – et de la Voie Lactée – au cœur de l’amas galactique de la Vierge, sa masse est évaluée à 40 fois celle de notre galaxie ! C’est environ 4 000 milliards de masses solaires qui sont concentrées dans un disque épais de 120 000 années-lumière de diamètre (le diamètre de la Voie Lactée est de 100 000 années-lumières) …

Au centre de cette galaxie règne un trou noir supermassif d’une ampleur encore inégalée. Avec une résolution 10 fois supérieure à celle des instruments qui l’ont observé précédemment, les chercheurs ont mesuré la vitesse de déplacement des étoiles centrales avec le Near-Infrared Field Spectrograph (NIFS) installé sur le télescope Gemini tout en palliant, en temps réel, aux déformations des images causés par la turbulence atmosphérique avec la technologie de l’optique adaptative.

Parallèlement, le jeune Jeremy Murphy, étudiant diplômé de l’Université du Texas, s’est intéressé aux mouvements des étoiles situées sur les bords de la galaxie elliptique, en quête de l’insaisissable matière noire présente en son sein. Les données acquises avec l’instrument de nouvelle génération Integral field Unit Spectrograph (VIRUS-P), d’une rare acuité, combinées à celles de Gemini ont permis aux chercheurs d’évaluer la masse du trou noir central : 6,6 milliards de masses solaires ! L’« horizon des événements » qui l’entoure s’étend sur plus de 120 unités astronomiques (UA) soit trois fois l’orbite de Pluton !

La possibilité de voir de tels trous noirs devient atteignable avec ce type d’instruments. Au-delà de la « pesée » du trou noir supermassif, Karl Gebhardt caresse le doux rêve de connaître le secret de la formation des galaxies : « mon but ultime est de comprendre comment les étoiles se sont assemblées dans une galaxie au fil du temps », « comment se forme une galaxie ? » en somme.

Source : « Astronomers ‘Weigh’ Heaviest Known Black Hole in our Cosmic Neighborhood », Observatoire GEMINI.

Découverte d’un trou noir géant
L’astre pèserait plus de cinq masses solaires et serait en train d’absorber la substance de son étoile compagnon.


Mots-clés : trou noir, étoile
Agrandir la fonteRétrécir la fonte
Imprimer
Envoyer
Partager
Traduire
Réagir (9)


Ce trou noir de 5 fois la masse du Soleil est en train de phagocyter so étoile compagnon. Jesús Corral Santana (IAC)
Situé dans le système binaire-X XTE J1859 226, dans la constellation Petit Renard, ce trou noir de 5,4 fois la masse du Soleil aspire la matière de son étoile compagnon comme en témoigne la présence d’un disque en spirale de matière se formant par un processus connu sous le nom d’accrétion. Seuls 20 systèmes binaires, sur une population estimée à environ 5.000 au sein de notre Galaxie, sont connus pour posséder un trou noir.

Les systèmes binaires-X sont composés d’un objet compact (qui peut être une étoile à neutrons ou un trou noir) et d’une étoile «normale». Les étoiles à neutrons ainsi que les trous noirs représentent les traces vestiges d’une étoile massive après sa mort. La plupart des étoiles à neutrons connues ont une masse d'environ 1,4 fois celle du Soleil, bien que dans certains cas des valeurs peuvent atteindre plus de deux fois la masse du Soleil.

Les astronomes pensent que lorsqu’une étoile à neutrons dépasse 3masses solaires, elle devient instable et finit par s’effondrer pour trouver un trou noir. « Avec ce résultat, nous ajoutons une nouvelle pièce à l'étude de la distribution de masse des trous noirs. La forme de cette distribution a des conséquences très importantes pour notre connaissance de la mort des étoiles massives, la formation dee trous noirs, et l'évolution des systèmes binaires-X » explique Jésus Corral-Santana, de l'Institut d'Astrophysique des Canaries.

Ce trou noir a pu être repéré lorsque le système est entré en « éruption » en 1999, depuis les astronomes n’ont jamais cessé de l’observer : à l’aide du télescope Isaac Newton (INT) et du télescope William Herschel (WHT) en l'an 2000, du Nordic Optical Telescope (PAS) en 2008 et finalement avec le Gran Canarias Télescope (GTC), situé à l’Observatoire de la Roque de los Muchachos (à La Palma, Iles Canaries), le plus grand télescope optique à infrarouge du monde équipé d’un miroir de 10,4 mètres.

Les données recueillies par ce télescope et associées aux autres résultats ont permis d’évaluer la période orbitale du système (6,6 heures) ainsi que la vitesse du mouvement orbital de l’étoile compagnon autour du trou noir. La combinaison de ces deux paramètres a permis d’estimer la masse de ce trou noir. Le détail des calculs et des observations est publié dans la revue de la Royal Astronomical Society.