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En plein délit de gloutonnerie, un nouveau type de trou noir détecté

17/07/2018

Alors qu’il avalait une étoile passée à proximité, un nouveau type de trou noir a pu être identifié. De masse intermédiaire, il est le chainon manquant qui pourrait permettre aux chercheurs d’expliquer la formation des trous noirs de plus grande taille. Pierre-Alain Duc, directeur de l’Observatoire de Strasbourg a participé à cette découverte opérée par une équipe internationale qui a fait l’objet d’une publication dans Nature Astronomy.

Sur cette image du télescope spatial
Hubble, le trou noir apparait en rouge.
Crédits: NASA/ESA

« Il existe plusieurs sortes de trous noirs », explique en préambule Pierre-Alain Duc. Il y a ceux de petite masse formés à partir de l’effondrement d’une étoile de plus de 20 fois la masse du soleil et les gros trous noirs dits supermassifs de plusieurs millions de fois la masse du soleil. « On les trouve au centre de chaque galaxie. » Les chercheurs soupçonnaient l’existence d’un troisième type de trou noir : ceux de masse intermédiaire. « Mais les candidats fiables manquaient. » Celui détecté grâce aux données du satellite XMM-Newton de l’Agence spatiale européenne, ainsi qu’avec une batterie d’autres instruments, par une équipe internationale impliquant notamment des chercheurs français et américains, semble en être un. « Il ferait quelques milliers de fois la masse du soleil. »

Les trous noirs absorbent ce qui passe à proximité immédiate de leur périphérie, pour les voir, les chercheurs ont deux options : « soit on observe le mouvement des étoiles au centre de la galaxie, soit il faut attendre que le trou noir soit en activité et qu’il avale de la matière. » Dans le cas de notre spécimen de masse intermédiaire l’observation s’est faite lorsque le trou noir a absorbé une étoile. « Ça a laissé une signature, un sursaut de lumière sur plusieurs années. »

Un positionnement inhabituel

Une découverte qui ne s’est pas faite en un jour mais en 10 ans. « Nous avons dû observer cette signature au rayon X », précise le chercheur qui souligne que le rôle de l’Observatoire a été de faire le recensement et le catalogage des sources produites par le satellite XMM-Newton. Pour Pierre-Alain Duc, l’intérêt de cette découverte réside notamment dans le positionnement du trou noir, dans un amas stellaire, à la périphérie d’une grosse galaxie alors que d’ordinaire les trous noirs sont observés en leur centre.

« Le fait d’avoir trouvé un évènement rare, nous permet de dire qu’il y en a plein d’autres cachés. Cela pourrait également nous apporter des éclairages sur la formation des trous noirs de plus grande masse. » D’ici 10 ans, le satellite Lisa sera envoyé dans l’espace pour assister à la fusion des trous noirs massifs, en attendant les chercheurs ont le temps d’étudier la formation de ce nouveau venu et de tenter de percer ses mystères…

Marion Riegert

Qu’est-ce qu’un trou noir ?

Important information

« Un trou noir est un objet qui résulte de l’effondrement d’un astre sur lui-même si bien que sa densité augmente et que la lumière ne peut plus s’échapper de l’objet qu’on ne peut plus voir. Au cœur du trou noir différentes physiques sont à l’œuvre : il y a une dilatation du temps, un changement d’espace… », résume Pierre-Alain Duc.