Hubble repère un trou noir isolé dérivant seul à travers notre galaxie

Hibou Gourou

Dans les profondeurs de notre galaxie errent des monstres solitaires : des trous noirs isolés qui dérivent dans l'espace sans être attachés à des étoiles ou à d'autres trous noirs. Bien que les astronomes sachent que jusqu'à 100 millions de ces trous noirs existent dans la Voie lactée, ils sont extrêmement difficiles à repérer. Mais maintenant, les données du télescope spatial Hubble ont été utilisées pour identifier l'un de ces vagabonds solitaires pour la première fois.

Situé à 5,00 années-lumière dans un bras en spirale de la Voie lactée appelé Carina-Sagittarius, le trou noir a été repéré en regardant la façon dont il déforme la lumière provenant des étoiles derrière lui. Comme les trous noirs n'émettent pas de lumière eux-mêmes, leur présence doit être déduite en voyant leurs effets tels que la façon dont leur gravité dévie la lumière provenant d'autres sources.

Vue d'artiste d'un trou noir dérivant dans notre galaxie, la Voie lactée.
Voici une vue d'artiste d'un trou noir dérivant dans notre galaxie, la Voie lactée. Le trou noir déforme l'espace qui l'entoure, ce qui déforme les images d'étoiles d'arrière-plan alignées presque directement derrière lui. Cet effet de «lentille» gravitationnelle offre la seule preuve révélatrice de l'existence de trous noirs solitaires errant dans notre galaxie, dont la population pourrait atteindre 100 millions. ESA/Hubble, Digitized Sky Survey, Nick Risinger (skysurvey.org), N. Bartmann

La plupart des trous noirs sont repérés soit dans le cadre d'un système binaire, dans lequel un trou noir et une étoile orbitent l'un autour de l'autre, soit dans les régions centrales occupées des galaxies . Un trou noir errant n'est créé que lorsqu'une étoile exceptionnellement énorme, au moins 20 fois la masse de notre soleil, explose en supernova et laisse derrière elle un noyau dense qui forme le trou noir. Si l'explosion de la supernova n'est pas symétrique dans toutes les directions, la force du coup peut envoyer le noyau dans l'espace, où il peut continuer à voyager seul.

Pour identifier ce trou noir errant, les chercheurs ont examiné les données des télescopes au sol et de Hubble à la recherche de signes d'un effet appelé lentille gravitationnelle. C'est là qu'un corps avec beaucoup de masse – dans ce cas, le trou noir – a une gravité si forte qu'il déforme la lumière voyageant des étoiles derrière lui, agissant comme une loupe et rendant cette lumière plus brillante pendant une courte période.

Cette méthode est couramment utilisée pour repérer des exoplanètes ou des étoiles, mais dans ce cas, les chercheurs pensent que c'est un trou noir qui a provoqué l'effet car l'éclaircissement a duré si longtemps en raison de la très forte gravité. De plus, il n'y avait aucun changement dans la couleur de la lumière provenant des étoiles d'arrière-plan, ce que vous vous attendriez à voir si l'objet était une étoile émettant sa propre lumière.

Deux équipes différentes ont examiné les mêmes données, l'une du Space Telescope Science Institute et l'autre de l'Université de Californie à Berkeley, et ont abouti à des estimations légèrement différentes du poids de l'objet. Une équipe a calculé que le trou noir faisait environ sept fois la masse de notre soleil, tandis que l'autre équipe a découvert qu'il faisait entre 1,6 et 4,4 fois la masse du soleil. Cela signifie qu'il est possible que l'objet soit soit un petit trou noir, soit une étoile à neutrons.

Dans les deux cas, cependant, c'est toujours une découverte spéciale. "Quoi qu'il en soit, l'objet est le premier vestige stellaire sombre découvert errant dans la galaxie, sans être accompagné d'une autre étoile", a déclaré l'auteur principal Casey Lam de l'Université de Californie à Berkeley, dans un communiqué .