La masse d'un vertigineux trou noir a été mesurée : il fait 40 milliards de masses solaires. C'est le plus massif des trous noirs à avoir été mesuré directement, grâce aux mouvements des étoiles qui l'entourent.

Un trou noir d’une masse équivalente à 40 milliards de fois celle du Soleil a été détecté dans l’univers. Jamais un trou noir aussi imposant n’avait été mesuré directement en utilisant le mouvement des étoiles qui l’entourent. La découverte, relayée par ScienceAlert, fait l’objet d’une étude prépubliée sur la plateforme arXiv.org le 24 juillet 2019.

Ce monstrueux trou noir a été identifié dans la galaxie Holmberg 15A, située à 700 millions d’années-lumières, dans la constellation de la Baleine. « Il s’agit du trou noir le plus massif avec une détection dynamique directe dans l’univers local », résument les auteurs dans leur étude. L’univers local désigne une région de l’univers étendue jusqu’à 1 milliard d’année-lumière de rayon, dans laquelle les galaxies et objets se trouvent dans leurs configurations actuelles.

Un trou noir supermassif et son disque d’accrétion. // Source : ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser (photo recadrée)

Pour comprendre pourquoi ce trou noir est énorme, il faut rappeler ce que l’on désigne par cette expression. Un trou noir est une région de l’espace compacte. Son champ gravitationnel est si intense qu’aucune matière qui y pénètre ne peut s’en échapper, pas même la lumière. Certains d’entre eux sont supermassifs : leur masse vaut au moins 1 million de fois celle de notre Soleil (ou davantage). Sagittarius A*, le trou noir qui se trouve au cœur de notre galaxie, vaut plus de 4 millions de masses solaires. M87*, le premier trou noir photographié, a une masse supérieure à 6 milliards de masses solaires. Il s’agit déjà d’une masse vertigineuse : ce trou noir est si massif qu’on estime qu’il met une semaine à effectuer une rotation.

4 fois plus grand que prévu

En sachant cela, 40 milliards de masses solaires paraissent encore plus impressionnantes. Le trou noir de la galaxie Holmberg 15A est « 4 fois plus grand que prévu par rapport à la masse stellaire de la galaxie », constatent les scientifiques dans cette étude. Par ailleurs, ce trou noir supermassif est « 9 fois plus grand » que ce que les auteurs s’attendaient à calculer.

Essayez d’imaginer 40 milliards de fois la masse du Soleil. // Source : Pixabay (photo recadrée)

Pour découvrir la masse de ce vertigineux trou noir, les scientifiques ont utilisé MUSE (« Multi Unit Spectroscopic Explorer »), un instrument installé sur le Très Grand Télescope (VLT) de l’Observatoire européen austral (ESO) au Chili. Grâce aux données collectées par l’ESO avec cet instrument, les chercheurs ont étudié la structure et la composition de la galaxie Holmberg 15A. Leur objectif était de mieux comprendre la formation du noyau de cette galaxie.

Ce n’est pas le plus massif jamais détecté

Ce trou noir n’est pas le plus massif jamais détecté dans l’univers. En 2004, une autre étude a détecté un quasar (un astre très lumineux) à plus de 10 milliards d’années-lumières de la Terre dont la masse a été estimée à 66 milliards de fois celle du Soleil. Baptisé TON 618, c’est le trou noir le plus massif connu à ce jour. Néanmoins, sa masse n’a pas été estimée à l’aide de mesures directes, comme pour celui de la galaxie Holmberg 15A.

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