Un phénomène étonnant a été observé par des scientifiques : un trou noir supermassif contribue à la formation d'étoiles dans plusieurs galaxies. La découverte montre que les trous noirs peuvent ne pas être que des destructeurs.

Un trou noir serait en train de favoriser la naissance d’étoiles dans plusieurs galaxies, situées très loin de lui. C’est un phénomène rare, a annoncé la Nasa le 26 novembre 2019. En général, les trous noirs sont plutôt connus pour avaler des objets et empêcher la formation de nouvelles étoiles. Un article publié dans la revue Astronomy & Astrophysics accompagne cette découverte.

Les scientifiques rapportent l’existence d’une structure, qui « constitue probablement le précurseur d’un groupe local de galaxies massives ». Si la découverte est confirmée, ce serait une première : un trou noir encourageant la production d’étoiles à de si grandes distances n’avait pas encore été observé, souligne un communiqué de la Nasa. Ce trou noir, qui est supermassif, semble booster la création de nouvelles étoiles jusqu’à une distance de plus d’un million d’années-lumière (une année-lumière équivaut à environ 9 000 milliards de kilomètres).

Le trou noir et les galaxies où la formation d’étoiles est favorisée. // Source : X-ray : NASA/CXC/INAF/R. Gilli et al. ; Radio NRAO/VLA ; Optical : NASA/STScI (photo recadrée et annotée)

Ce trou noir émet un jet : qu’est-ce que c’est ?

Un trou noir est une région de l’espace dont le champ gravitationnel est si intense qu’aucun rayonnement ne peut s’en échapper, y compris la lumière. Les matières environnantes sont happées dans un disque d’accrétion autour du trou noir. Néanmoins, certaines de ces particules environnantes peuvent se retrouver éjectées à une vitesse qui égale presque celle de la lumière. Au lieu de tomber dans le trou noir, elles sont émises en formant des jets, dont le sens est celui de l’axe de rotation du trou noir.

Comme l’explique le California Institute of Technology, ces jets émis par des trous noirs supermassifs (dont la masse équivaut un million de fois celle du Soleil, ou davantage) peuvent être si puissants qu’ils empêchent la formation de nouvelles étoiles. C’est pourquoi le trou noir observé par les scientifiques, qui se trouve à 9,9 milliards d’années-lumière de la Terre, est intriguant. « C’est la première fois que nous voyons un seul trou noir stimuler la naissance d’étoiles dans plus d’une galaxie à la fois », a commenté Roberto Gilli, de l’Institut national d’astrophysique (INAF) à Bologne, coauteur de l’étude, cité dans le communiqué de la Nasa.

Les chercheurs ont repéré un nuage qui entoure un côté du jet. Ils attribuent sa présence à l’interaction entre les particules du jet et la matière située autour, dans l’espace. Ce nuage, en s’étendant, aurait pu contribuer à comprimer le gaz froid dans ces galaxies, ce qui expliquerait les importantes formations d’étoiles observées.

Un jet émis par un trou noir. // Source : Wikimedia/CC/NASA/JPL-Caltech (photo recadrée et modifiée)

Puissants et meurtriers, les trous noirs ? Pas toujours

La découverte a été rendue possible par l’observatoire de rayons X Chandra, un télescope spatial développé par la Nasa. Comme son nom l’indique, il permet de faire des observations dans le rayonnement X. Les observations, qui ont duré au total 6 jours, ont été réalisées en 5 mois. Auparavant, c’est le radiotélescope Karl G. Jansky Very Large Array, situé au Nouveau-Mexique, qui a servi pour détecter les ondes émises par le jet. Cela a permis de remonter jusqu’à la source des rayons X détectée par Chandra, les gaz chauds en orbite autour du trou noir.

« Les trous noirs ont la réputation bien méritée d’être puissants et meurtriers, mais ce n’est pas toujours le cas », résume Alessandro Peca, étudiant diplômé de l’université de Miami et co-auteur de l’étude, cité dans le communiqué. Les trous noirs sont des objets énigmatiques, qui ne fonctionnent pas toujours comme on pourrait s’y attendre. Ainsi, des chercheurs ont par exemple cherché à expliquer la formation de trous noirs qui semblent trop massifs pour exister.

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