Un énorme trou noir découvert dans la Voie lactée : il se cache derrière des étoiles qui ne devraient pas être là

NASA Hubble Space Telescope

Les trous noirs échappent aux classifications habituelles : nous savons qu'ils existent, peut-être même là où nous ne les attendons pas, mais au-delà de cela, nous en savons peu. En observant l'espace, nous pouvons généralement identifier deux types de trous noirs : ceux de masse stellaire formés par l'effondrement d'étoiles et ceux supermassifs, comme le trou noir au centre de la Voie lactée. Cependant, il existe également des trous noirs de masse intermédiaire, très rares mais incroyablement utiles pour comprendre la formation et l'évolution de ces corps célestes. Certains chercheurs pourraient en avoir découvert un, caché derrière quelques étoiles qui ne devraient pas s'y trouver.

L'importance des trous noirs de masse intermédiaire

Comme mentionné en introduction, nous trouvons généralement dans l'espace seulement des trous noirs de masse stellaire et des trous noirs supermassifs. Si les premiers ont une masse de quelques dizaines de fois celle d'une étoile, les seconds ont une masse de milliards de fois celle du Soleil, comme Sagittarius A*. Entre les deux, cependant, se trouvent les trous noirs dits de masse intermédiaire, ou IMBH (Intermediate-Mass Black Holes), des trous noirs avec une masse comprise entre environ 100 et 100 000 masses solaires. Essentiels pour comprendre le passage des petits aux grands trous noirs, ils sont si rares que les trouver n'est en rien simple. Même lorsqu'ils sont littéralement sous nos yeux.

Pour cette raison, la découverte réalisée par les astronomes du Max Planck Institute for Astronomy en Allemagne a une portée historique. Après avoir analysé 20 ans de données fournies par le télescope spatial Hubble, les chercheurs ont remarqué quelque chose d'étrange dans la région d'Omega Centauri, un amas situé à 17 000 années-lumière de nous, où certaines étoiles se déplaçaient rapidement. Peut-être trop rapidement.

Un trou noir de masse intermédiaire découvert à Omega Centauri

NASA Goddard/Youtube

Pour comprendre comment trouver un trou noir de masse intermédiaire, nous devons d'abord comprendre ce qu'est un amas globulaire. Il s'agit d'une formation sphérique au sein de laquelle coexistent des millions d'étoiles, mais dont les origines restent hypothétiques. Omega Centauri, par exemple, mesure 150 années-lumière de diamètre et pourrait représenter les restes d'une galaxie naine désormais intégrée à la Voie lactée. Par conséquent, tout comme les étoiles de notre galaxie tournent autour de Sagittarius A*, les étoiles d'Omega Centauri pourraient également tourner autour d'un trou noir. Mais lequel ?

Dans une étude publiée dans Nature, les chercheurs du Max Planck Institute for Astronomy ont identifié des preuves de cette dynamique. En particulier, grâce aux images recueillies par Hubble, ils ont découvert que sept étoiles de l'amas se déplaçaient à une vitesse supérieure à celle des autres étoiles de l'amas. Quelle est la raison de cette différence ? La seule réponse compatible avec les observations est un trou noir de masse intermédiaire.

Des étoiles qui ne devraient pas y être et des trous noirs invisibles

D'après les observations menées, le nouvel IMBH semble avoir une masse d'au moins 8 200 fois celle du Soleil, et peut aider à comprendre la formation et l'évolution des trous noirs dans notre galaxie. Voici les mots de l'auteur principal de l'étude, Maximilian Häberle :

"Nous avons découvert sept étoiles qui ne devraient pas être là. Elles se déplacent si rapidement qu'elles sortiraient de l'amas et ne reviendraient jamais. L'explication la plus probable est qu'un objet très massif attire gravitationnellement ces étoiles et les maintient près du centre. Le seul objet pouvant être aussi massif est un trou noir, avec une masse d'au moins 8 200 fois celle de notre Soleil."

En somme, à l'intérieur d'Omega Centauri, il y a un trou noir de masse intermédiaire capable de courber l'espace-temps au point d'augmenter la vitesse relative des étoiles. La découverte de l'équipe d'astronomes confirme encore la variété des trous noirs présents dans notre galaxie, mais ce n'est que le début. Qui sait, peut-être découvrirons-nous qu'il y a un trou noir près de nous, aux confins du système solaire ou un peu plus loin...