Des scientifiques ont étudié la possibilité que des planètes se forment dans l'environnement d'un trou noir. D'après leur théorie, des dizaines de milliers de planètes pourraient exister autour d'un tel objet, dans certaines conditions.

Des dizaines de milliers de planètes pourraient très bien tourner autour d’un trou noir, au lieu d’être en orbite autour d’une étoile. C’est la théorie défendue par une équipe de trois scientifiques, dans une étude annoncée le 25 novembre 2019, à paraître dans la revue Astrophysical Journal. Le texte est déjà consultable intégralement sur la plateforme arXiv.

On estime que les formations de planètes ont lieu dans des disques protoplanétaires, c’est-à-dire des disques de matière entourant une étoile. « Les disques protoplanétaires autour des étoiles peuvent ne pas être les seuls sites de formation de planètes dans l’univers », écrivent les auteurs. Selon eux, le disque entourant les trous noirs supermassifs pourrait en théorie accueillir une vaste quantité de planètes.

Le disque d’un trou noir supermassif. // Source : ESA/Hubble, M. Kornmesser (photo recadrée)

Où seraient ces planètes ? Dans le disque autour d’un trou noir

L’environnement d’un trou noir ne semble a priori pas des plus accueillants pour abriter tant de planètes. Un trou noir est une région de l’espace très dense, qui contient une importante quantité de matière. Son champ de gravitation est si intense qu’aucune matière ne peut s’en échapper, y compris la lumière. Il existe plusieurs catégories de trous noirs. Les plus imposants sont qualifiés de supermassifs : ils équivalent à un million de masses solaires, ou plus. On part du principe que « la plupart des galaxies hébergent des trous noirs supermassifs en leur centre », rappellent les auteurs de l’étude.

La matière en orbite autour du trou noir est logée dans un disque d’accrétion, plus ou moins épais. Selon les scientifiques, «  les grains de poussière  » qui se trouvent dans le disque entourant un trou noir supermassif sont « dans une situation qualitativement similaire à celle d’un disque protoplanétaire ». C’est pourquoi les auteurs recherchent quelles devraient être les caractéristiques pour que des planètes puissent se former autour d’un trou noir.

NGC 4639, une galaxie de Seyfert. // Source : Flickr/CC/ESA/Hubble & NASA (photo recadrée)

Une situation possible dans les galaxies de Seyfert : de quoi s’agit-il ?

Cette situation serait plus probable dans un certain type de galaxies actives, poursuivent les scientifiques : les galaxies de Seyfert, une catégorie de galaxies spirales, intermédiaires entre les galaxies classiques et les quasars (à forte luminosité). Dans ces galaxies actives à la luminosité limitée, un grand nombre de planètes pourraient se former en quelques milliards d’années, selon les chercheurs.

La portée de cette étude reste théorique. « Observer des planètes autour de trous noirs supermassifs serait un challenge », reconnaissent les auteurs. Les techniques classiques de détection des exoplanètes autour des étoiles ne pourraient pas s’appliquer. Les auteurs suggèrent qu’il faudrait peut-être s’intéresser à la manière dont la poussière pourrait croître dans le disque, car elle pourrait alors modifier son opacité.

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