Crédit d'image: Harvard CfA
La plupart des galaxies, y compris la Voie lactée, sont remplies de nuages géants de gaz et de poussière appelés nébuleuses qui apparaissent comme des silhouettes sombres sur le fond étoilé. Les nébuleuses ne brillent que lorsqu'elles sont éclairées ou excitées par des sources d'énergie à proximité.
Habituellement, la source d'énergie est une ou plusieurs étoiles. Mais aujourd'hui, lors de la 204e réunion de l'American Astronomical Society à Denver, Colorado, l'astrophysicien Smithsonian Philip Kaaret (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) a annoncé qu'une nébuleuse était illuminée par les rayons X d'un trou noir. De plus, la luminosité de la nébuleuse suggère que la source de rayons X peut être un trou noir de masse intermédiaire plusieurs fois plus grand que la plupart des trous noirs stellaires.
Cette découverte surprenante ne propose que le deuxième exemple connu d'une nébuleuse illuminée par un trou noir, après LMC X-1 dans le Grand Nuage de Magellan, et le premier exemple d'une nébuleuse alimentée par un trou noir de masse intermédiaire.
«Les astronomes s'enthousiasment toujours pour de nouvelles choses, et cette nébuleuse est certainement quelque chose de nouveau. Le trouver, c'est comme obtenir une quinte flush royale la première fois que vous jouez au poker - c'est aussi rare », a déclaré Kaaret.
Découverte à l'origine par Manfred Pakull et Laurent Mirioni (Université de Strasbourg), la nébuleuse est située à 10 millions d'années-lumière dans la galaxie naine irrégulière Holmberg II. Il y a deux ans, Pakull et Mirioni ont noté qu'il semblait être associé à une source de rayons X ultralumineux.
En combinant les observations du télescope spatial Hubble de la NASA et de l'observatoire aux rayons X de Chandra avec celles du vaisseau spatial XMM-Newton de l'ESA, Kaaret et ses collègues, Martin Ward (Université de Leicester) et Andreas Zezas (CfA), ont identifié la source de rayons X au centre de la nébuleuse. De plus, la source mystérieuse diffuse des rayons X à un rythme incroyable, brillant d'un million de fois plus lumineux que les rayons du soleil à toutes les longueurs d'onde de lumière combinées.
Les observations de Kaaret et de ses associés indiquent que ces rayons X sont générés par un trou noir engloutissant la matière d'une jeune et massive étoile compagnon à un taux d'environ une masse terrestre tous les quatre ans. Ce taux d'accrétion modeste est suffisant pour ioniser et éclairer une énorme bande d'une centaine d'années-lumière de la nébuleuse environnante.
Les émissions de rayons X fournissent un indice important sur la nature du trou noir. Certains astronomes ont suggéré que les rayons X de la source de Holmberg II et de sources lumineuses similaires sont projetés dans la direction de la Terre comme un projecteur. Un tel rayonnement ferait apparaître la source de rayons X plus lumineuse qu'elle ne l'est réellement, faisant ainsi apparaître le trou noir plus massif qu'il ne l'est réellement.
Les données de Kaaret contredisent cette vue, montrant à la place que le trou noir dans Holmberg II envoie des rayons X uniformément dans toutes les directions. Par conséquent, sa luminosité suggère qu'il doit être plus massif que tout trou noir stellaire dans notre propre galaxie, pesant plus de 25 fois la masse du Soleil et probablement plus de 40 masses solaires. Cela le classerait comme un trou noir de «masse intermédiaire».
"Il n'est pas facile d'expliquer comment se forment les trous noirs de masse intermédiaire. Comme nous n'avons que quelques exemples à étudier, chaque nouvelle découverte est importante », a déclaré Kaaret.
Cette recherche sera publiée dans un article co-écrit par Kaaret, Ward et Zezas dans un prochain numéro des Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Basée à Cambridge, dans le Massachusetts, le Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) est une collaboration conjointe entre le Smithsonian Astrophysical Observatory et le Harvard College Observatory. Les scientifiques du CfA, organisés en six divisions de recherche, étudient l'origine, l'évolution et le destin ultime de l'univers.
Source d'origine: communiqué de presse de Harvard CfA
