Dans une découverte qui pourrait bouleverser les théories supermassives de formation des trous noirs, les astronomes ont repéré l'une de ces bêtes à l'intérieur d'une minuscule galaxie de seulement 157 années-lumière de diamètre - environ 500 fois plus petite que la Voie lactée.
Le problème sera que l'équipe puisse trouver plus de trous noirs comme celui-ci, et c'est quelque chose sur lequel ils commencent déjà à travailler après la découverte à l'intérieur de la galaxie M60-UCD1. La galaxie ultracompacte est l'une des 50 environ connues des astronomes dans les amas de galaxies les plus proches.
"Cela ressemble beaucoup à une piqûre d'épingle dans le ciel", a déclaré le chercheur principal Anil Seth, astrophysicien à l'Université de l'Utah, du M60-UCD1 lors d'un point de presse en ligne mardi 16 septembre.
Seth a déclaré qu'il s'était rendu compte qu'il se passait quelque chose de spécial lorsqu'il a vu l'intrigue des mouvements stellaires à l'intérieur du M60-UCD1, basée sur les données du Gemini North Telescope à Hawaï. Les étoiles au centre de la galaxie étaient en orbite beaucoup plus rapidement que celles du bord. La vitesse était inattendue compte tenu du type d'étoiles qui se trouvent dans la galaxie.
"Immédiatement quand j'ai vu la carte des mouvements stellaires, je savais que nous voyions quelque chose d'excitant", a déclaré Seth. «Je savais à peu près tout de suite qu'il y avait là un résultat intéressant.»
Dans sa catégorie de poids, le M60-UCD1 se démarque. L'année dernière, Seth était le deuxième co-auteur d'un groupe qui a annoncé qu'il s'agissait de la galaxie la plus dense à proximité, avec des étoiles 25 fois plus proches que dans la Voie lactée. C'est aussi l'un des plus brillants qu'ils connaissent, un fait qui est aidé par la proximité relative de la galaxie avec la Terre. Elle se trouve à environ 54 millions d'années-lumière, tout comme la galaxie massive qu'elle orbite: M60. Les deux galaxies ne sont distantes que de 20 000 années-lumière.
Les trous noirs supermassifs se cachent au centre de la plupart des grandes galaxies, y compris la Voie lactée. La façon dont ils y sont arrivés en premier lieu n'est cependant pas claire. La découverte à l'intérieur de M60-UCD1 est particulièrement intrigante compte tenu de la taille relative du trou noir par rapport à la galaxie elle-même. Le trou noir représente environ 15% de la masse de la galaxie, avec une masse équivalente à 21 millions de soleils. Le trou noir de la Voie lactée, en revanche, occupe moins d'un pourcentage de la masse de notre galaxie.
Étant donné que si peu de galaxies ultra-compactes sont connues des astronomes, certaines propriétés de base sont un mystère. Par exemple, la masse de ces types de galaxies a tendance à être plus élevée que prévu en fonction de leur lumière stellaire.
Certains astronomes suggèrent que c'est parce qu'ils ont des étoiles plus massives que d'autres types de galaxies, mais Seth a déclaré que les mesures des étoiles dans M60-UCD1 (en fonction de leur mouvement orbital) montrent des masses normales. La masse supplémentaire vient plutôt du trou noir, soutient-il, et cela sera probablement le cas pour d'autres galaxies ultra-compactes également.
"C'est un nouvel endroit pour rechercher des trous noirs qui n'était pas reconnu auparavant", a-t-il déclaré, mais a reconnu que l'idée de trous noirs existant dans des galaxies similaires ne sera pas largement acceptée tant que l'équipe n'aura pas fait plus de découvertes. Une explication alternative à un trou noir pourrait être une suite d'étoiles de faible masse ou d'étoiles à neutrons qui ne dégagent pas beaucoup de lumière, mais Seth a déclaré que le nombre de celles requises dans M60-UCD1 est "déraisonnablement élevé".
Son équipe prévoit d'examiner plusieurs autres galaxies ultra-compactes telles que M60-UCD1, mais peut-être seulement sept à huit autres seraient suffisamment brillantes depuis la Terre pour effectuer ces mesures, a-t-il déclaré. (Des travaux supplémentaires nécessiteraient probablement un instrument tel que le prochain télescope de trente mètres, a-t-il dit.) ces objets aussi.
Les résultats ont été publiés aujourd'hui (17 septembre) dans la revue Nature.
