La plupart des trous noirs connus sont soit extrêmement massifs, comme les trous noirs supermassifs trouvés au cœur des grandes galaxies, soit relativement légers, avec une masse inférieure à 100 masses solaires. Cependant, les trous noirs de masse intermédiaire (IMBH) sont rares et sont considérés comme de rares «chaînons manquants» dans l’évolution des trous noirs.
Une équipe internationale d’astronomes a utilisé plus de 500 images du télescope spatial Hubble de la NASA, couvrant deux décennies d’observations, pour rechercher des preuves de l’existence d’un trou noir de masse intermédiaire en suivant les mouvements de sept étoiles rapides dans la région la plus interne du trou noir globulaire. amas d’étoiles Omega Centauri, rapporte le magazine Nature.
Ces étoiles fournissent de nouvelles preuves convaincantes de l’attraction gravitationnelle d’un trou noir de masse intermédiaire qui les attire. À ce jour, seuls quelques autres candidats à l’IMBH ont été découverts.
Omega Centauri est constitué d’environ 10 millions d’étoiles liées gravitationnellement. L’amas est environ 10 fois plus massif que les autres grands amas globulaires, presque aussi massif qu’une petite galaxie.
Parmi les nombreuses questions auxquelles les scientifiques veulent répondre: les IMBH existent-ils et si oui, quelle est leur fréquence? Un trou noir supermassif se développe-t-il à partir de l’IMBH ? Comment se forment les IMBH eux-mêmes? Les amas d’étoiles denses sont-ils leur foyer préféré?
Omega Centauri est environ 10 fois plus massif que les autres grands amas globulaires – presque aussi massif qu’une petite galaxie – et se compose d’environ 10 millions d’étoiles liées à la gravité. ESA/Hubble, NASA, Maximilian Heberle (MPIA)
Les astronomes ont maintenant créé un vaste catalogue des mouvements de ces étoiles, mesurant les vitesses de 1,4 million d’étoiles glanées à partir des images Hubble de l’amas. La plupart de ces observations étaient destinées à l’étalonnage des instruments de Hubble plutôt qu’à un usage scientifique, mais elles se sont révélées constituer une base de données idéale pour les efforts de recherche de l’équipe.
“Nous avons trouvé sept étoiles qui ne devraient pas être là”, a expliqué Maximilian Häberle de l’Institut Max Planck d’astronomie en Allemagne, qui a dirigé l’étude. «Ils se déplacent si vite qu’ils quitteraient le cluster 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 qui pourrait être aussi massif est un trou noir, qui fait au moins 8 200 fois la masse de notre Soleil.»
Cette image montre la région centrale de l’amas globulaire Omega Centauri, où le télescope spatial Hubble de la NASA a trouvé des preuves solides de l’existence d’un trou noir potentiel de masse intermédiaire. ESA/Hubble, NASA, Maximilian Heberle (MPIA)
Plusieurs études ont suggéré la présence d’IMBH dans Omega Centauri. Cependant, d’autres études ont suggéré que la masse pourrait être due à un amas central de trous noirs de masse stellaire et ont suggéré que le manque d’étoiles se déplaçant rapidement plus rapidement que la vitesse de fuite requise rend l’IMBH moins probable en comparaison.
“Cette découverte fournit la preuve la plus directe de l’existence de l’IMBH dans Omega Centauri”, a ajouté la chef d’équipe Nadine Neumeier de l’Institut Max Planck d’astronomie en Allemagne, qui a lancé l’étude avec Anil Seth de l’Université de l’Utah à Salt Lake City. «C’est passionnant car il n’existe que quelques autres trous noirs connus avec une masse similaire. Le trou noir Omega Centauri est peut-être le meilleur exemple d’IMBH dans notre environnement cosmique.»
Une équipe internationale d’astronomes a utilisé plus de 500 images du télescope spatial Hubble de la NASA, couvrant deux décennies d’observation, pour découvrir sept étoiles à mouvement rapide dans la région la plus interne d’Omega Centauri, l’amas globulaire le plus grand et le plus brillant du ciel. Ces étoiles fournissent de nouvelles preuves convaincantes de la présence d’un trou noir de masse intermédiaire (IMBH) qui les attire. À ce jour, seuls quelques autres candidats IMBH ont été découverts. Cette image montre l’emplacement de l’IMBH dans Omega Centauri. S’il est confirmé, à sa distance de 17 700 années-lumière, le trou noir candidat est plus proche de la Terre que le trou noir de 4,3 millions de masse solaire au centre de la Voie lactée, qui se trouve à 26 000 années-lumière. Outre le centre galactique, ce sera également le seul cas connu où plusieurs étoiles sont étroitement associées à un trou noir massif. Cette image comprend trois panneaux. La première image de gauche montre l’amas globulaire Omega Centauri, une collection d’une myriade d’étoiles rouges, blanches et bleues sur un fond noir de l’espace. La deuxième image montre les détails de la région centrale de cet amas, avec une vue plus détaillée des étoiles individuelles. La troisième image montre l’emplacement du candidat IMBH au sein du cluster. ESA/Hubble, NASA, Maximilian Heberle (MPIA)
Si cette information est confirmée, alors le trou noir proposé, situé à une distance de 17 700 années-lumière, sera plus proche de la Terre que le trou noir de 4,3 millions de masse solaire au centre de la Voie lactée, situé à une distance de 26 000 années-lumière.
Omega Centauri est visible à l’œil nu depuis la Terre et est l’un des objets célestes préférés des astronomes vivant dans l’hémisphère sud. Situé juste au-dessus du plan de la Voie lactée, l’amas apparaît presque aussi grand que la pleine Lune vu de la campagne sombre. Elle a été répertoriée pour la première fois dans le catalogue de Ptolémée il y a près de 2 000 ans comme une étoile unique. Edmond Halley l’a signalé comme une nébuleuse en 1677. Dans les années 1830, l’astronome anglais John Herschel fut le premier à reconnaître qu’il s’agissait d’un amas globulaire.