L’univers grouille de trous noirs supermassifs

Un trou noir supermassif vient d'être découvert dans ce que l'on pensait être une sorte de désert cosmique, soulevant l'hypothèse selon laquelle ces monstres de l'espace soient beaucoup plus communs qu'on ne le pensait jusque là. Une équipe d'astronomes de l'Université de Berkeley a décrit cette semaine dans la revue Nature la découverte d'un trou noir dont la masse équivaut à 17 milliards de fois cette de notre soleil, au sein de la vieille et paisible galaxie NGC 1600.

Jusque là, les trous noirs supermassifs avaient été observés au cœur de galaxies de grande taille dans des régions de l'espace très encombrées. Pourtant, le trou noir le plus massif détecté jusqu'ici fait 21 milliards de fois la masse de notre soleil, et réside au sein de l'amas de la Chevelure de Bérénice, une zone très agitée où l'on trouve les galaxies parmi les plus denses connues.

Même si NGC 1600 n'est pas exactement un lieu désert, elle n'a rien en commun avec l'amas de la Chevelure de Bérénice. Un article de 2007 fait remarquer ses ressemblances avec les « amas galactiques fossiles. » Dans le papier de Berkeley, Chung-Pei Ma, l'auteur principal de l'étude, compare la probabilité de la découverte du trou noir à celle d'un immeuble de trente étages en rase campagne. On s'attendrait plutôt à le trouver dans une ville « cosmique » majeure, comme l'amas de la Chevelure de Bérénice, mais pas au milieu d'un champ de maïs en plein Loir-et-Cher (l'équivalent de NGC 1600 à échelle humaine).

« Les groupes de galaxies très denses sont rares, mais il existe tout de même quelques galaxies de la taille de NGC 1600 dans des amas galactiques de taille moyenne, » explique Ma. « On se demande à présent : 'n'est-ce là que la partie immergée de l'iceberg ?' Peut-être qu'en réalité, il existe des tas de trous noirs monstrueux qui ne vivent pas dans les gratte-ciels à Manhattan, mais dans des petits immeubles de banlieue. »

On doit cette découverte aux observations du groupe MASSIVE Survey dont la mission est d'étudier la structure, la dynamique et l'histoire des 100 galaxies elliptiques et lenticulaires les plus massives dans un rayon de 108 megaparsecs (300 millions d'années-lumière environ).

Il est probable que le trou noir de NGC soit le vestige d'un quasar né dans l'univers primitif. « Les trous noirs possédant une masse d'environ 10 milliards de masses solaires étaient généralement des quasars lorsque l'univers était encore jeune, » explique l'article. « La perspective de trouver des descendants de ces quasars lumineux sous formes de trous noirs endormis et de comprendre leur généalogie nous a motivé à chercher des trous noirs supermassifs à proximité. »

Une caractéristique de NGC 1600 est que ses étoiles centrales suivent une orbite circulaire, et non elliptique, autour du trou noir au centre de la galaxie. Selon Ma et son équipe, cela pourrait indiquer que ce trou noir supermassif est en réalité constitué de deux trous noirs très proches l'un de l'autres, à savoir d'un système binaire. Si c'était effectivement le cas, il serait alors possible d'enregistrer les ondes gravitationnelles provoquées par le système en question. En attendant, le MASSIVE Survey continue son travail, espérant de nouvelles preuves que les trois noirs sont des entités tout à fait ordinaires dans notre univers