La paire la plus proche de trous noirs supermassifs fusionne en un méga trou noir

Hibou Gourou

Au cœur de presque toutes les galaxies, y compris la nôtre , se trouve un trou noir monstrueusement grand dont la masse est des millions ou des milliards de fois celle du soleil. Ces trous noirs supermassifs sont généralement des bêtes solitaires, mais les astronomes ont récemment découvert la paire la plus proche d'entre eux qui finira par fusionner en un trou noir encore plus grand.

Cette image montre des vues rapprochées (à gauche) et larges (à droite) des deux noyaux galactiques brillants, chacun abritant un trou noir supermassif, dans NGC 7727, une galaxie située à 89 millions d'années-lumière de la Terre dans la constellation du Verseau. Chaque noyau est constitué d'un groupe dense d'étoiles avec un trou noir supermassif en son centre. Les deux trous noirs sont sur une trajectoire de collision et forment la paire de trous noirs supermassifs la plus proche trouvée à ce jour. C'est également la paire avec la plus petite séparation entre deux trous noirs supermassifs trouvés à ce jour - observés à seulement 1600 années-lumière l'un de l'autre dans le ciel. L'image de gauche a été prise avec l'instrument MUSE sur le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO à l'observatoire de Paranal au Chili tandis que celle de droite a été prise avec le télescope d'enquête VLT de l'ESO.
Vues rapprochées (à gauche) et larges (à droite) de deux noyaux galactiques brillants, chacun abritant un trou noir supermassif. ESO/Voggel et al.; Equipe ESO/VST ATLAS. Remerciements : Université de Durham/CASU/WFAU

La galaxie NCG 7727 est l'hôte de la paire de trous noirs, qui est située à environ 89 millions d'années-lumière de la Terre – bien plus près que la paire la plus proche précédemment enregistrée, qui se trouve à 470 millions d'années-lumière. La paire récemment découverte est très proche selon les normes des trous noirs, à une distance de 1 600 années-lumière, et on pense qu'elle a été réunie par la fusion de deux galaxies.

"C'est la première fois que nous trouvons deux trous noirs supermassifs aussi proches l'un de l'autre, moins de la moitié de la séparation du précédent détenteur du record", a déclaré l'auteur principal Karina Voggel, astronome à l'Observatoire de Strasbourg en France. L'équipe a détecté la paire à l'aide de l'instrument MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) sur le très grand télescope de l'Observatoire européen austral, qui a pu mesurer les masses des deux trous noirs en observant comment ils affectaient les mouvements des étoiles autour d'eux.

Ils ont découvert que le plus grand des trous noirs a une masse 150 millions de fois celle du soleil, et son plus petit compagnon a une masse 6,3 millions de fois celle du soleil. Le fait que les deux soient si proches l'un de l'autre (relativement parlant) signifie qu'il est probable qu'ils fusionneront à l'avenir.

"La petite séparation et la vitesse des deux trous noirs indiquent qu'ils vont fusionner en un seul trou noir monstre, probablement dans les 250 millions d'années à venir", a déclaré le co-auteur Holger Baumgardt, professeur à l'Université du Queensland, en Australie.