Pour la première fois, l’image des trous noirs surdimensionnés tournant les uns autour des autres a été reçue

Par: Monique Menard | 2020-04-21

Les scientifiques pensent que deux trous noirs supermassifs pourraient fusionner dans les prochains millions d’années, mais ce n’est peut-être pas le cas, car la distance qui les sépare est considérable.

Dans une galaxie située à 750 millions d’années-lumière de la Terre, les astronomes ont enregistré pour la première fois le mouvement orbital d’une paire de trous noirs en utilisant le Very Long Baseline Array ou interféromètre radio VLBA. Les deux monstres cosmiques totalisent la masse du Soleil 15 milliards de fois et tournent l’un autour de l’autre à une distance de 24 années-lumière, ce qui est très proche pour un tel système.

« C’est la première paire de trous noirs à être considérée comme des objets séparés se déplaçant l’un par rapport à l’autre », déclare Greg Taylor de l’Université du Nouveau-Mexique (États-Unis).


Double système de trous noirs supermassifs dans la galaxie 0402+379. Crédit: Bansal et al, NRAO/AUI/NSF

Des trous noirs super massifs, des millions ou des milliards de fois la masse du Soleil, se trouvent dans le noyau de la plupart des galaxies. La présence de deux monstres de ce type au centre d’une galaxie signifie que celle-ci a fusionné avec une autre galaxie similaire dans le passé. Dans le futur, une paire de trous noirs s’installant à côté pourrait fusionner en un seul, générant des ondes gravitationnelles.

« Nous pensons que les deux trous noirs supermassifs de la galaxie que nous observons pourraient fusionner dans les quelques millions d’années à venir, mais ce n’est peut-être pas le cas car la distance qui les sépare est considérable », a déclaré Karishma Bansal de l’Université du Nouveau-Mexique.

La galaxie elliptique explorée 0402+379 a été découverte pour la première fois en 1995. En 2003 et 2005, il a été étudié avec le VLBA. Sur la base des données obtenues, Greg Taylor et ses collègues ont conclu en 2006 qu’il contenait une paire de trous noirs supermassifs.


Une des 10 antennes VLBA. Diamètre 25 mètres, poids 450 tonnes et hauteur de la maison de 10 étages. Crédit: NRAO/AUI/NSF

La dernière étude de l’équipe, qui a été présentée dans la revue Astrophysical Journal, comprend de nouvelles observations faites entre 2009 et 2015, ainsi qu’une nouvelle analyse des données obtenues précédemment. Les nouveaux travaux ont montré le mouvement de deux noyaux, confirmant que les trous noirs tournent l’un autour de l’autre et complètent une orbite en environ 30 000 ans.

« Nous devons continuer à observer cette galaxie pour clarifier l’orbite et les masses des trous noirs. Cette paire nous donne une première chance d’étudier la façon dont ces systèmes interagissent », a conclu Greg Taylor.

L’équipe fera une nouvelle observation du système dans trois ou quatre ans pour confirmer le mouvement et obtenir une orbite exacte. En attendant, Greg Taylor espère que cette découverte encouragera les astronomes du monde entier à rechercher des systèmes similaires de double trou noir.

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