Des scientifiques ont mis en évidence un trou noir supermassif qui, au lieu de se tenir calmement au centre de sa galaxie, s’y déplace à une vitesse impressionnante. Plusieurs hypothèses sont envisagées pour expliquer cela.

Au lieu de se tenir tranquille au centre de sa galaxie, ce trou noir supermassif se déplace à une vitesse impressionnante d’environ 180 000 km/h. La découverte du mouvement de ce trou noir dans la galaxie J0437+2456 a été rapportée le 12 mars 2021 dans The Astrophysical Journal (dont une version prépubliée est accessible sur arXiv).

Le trou noir en question se trouve à une distance de 230 millions d’années-lumière de la Terre, et représente environ 3 millions de fois la masse du Soleil. « Le trou noir supermassif dans cette galaxie est en mouvement par rapport au matériau environnant », peut-on lire dans les conclusions de cette étude. Les scientifiques avaient déjà envisagé l’hypothèse que les trous noirs supermassifs puissent errer dans l’espace, mais le démontrer par l’observation est assez complexe, comme le résume le Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics dans un communiqué présentant l’étude.

Le trou noir aurait pu être perturbé

Selon l’université, il s’agit d’un des cas de trou noir supermassif en mouvement identifié le plus clairement à ce jour. Au départ, les scientifiques ont voulu découvrir si la vitesse des trous noirs était la même que celle des galaxies dans lesquelles ils sont logés. Ils s’attendaient à ce que ce soit le cas. Si jamais cela n’était pas le cas, cela pouvait vouloir dire que le trou noir avait subi une perturbation. Pour tenter de l’observer, les auteurs ont étudié 10 galaxies lointaines et leurs trous noirs supermassifs, en ciblant ceux qui contenaient de l’eau dans ce qu’on appelle le disque d’accrétion (où se rassemble la matière en orbite autour du trou noir).

La présence de cette eau tournant autour du trou noir permet d’observer ce que les auteurs nomment « maser », un faisceau de lumière que l’on peut étudier à l’aide d’une technique, l’interférométrie à très longue base (VLBI), et qui peut être utile pour mesurer la vitesse du trou noir. Neuf des trous noirs observés semblaient « au repos », mais un autre s’est démarqué par son mouvement.

Que se passe-t-il ? Plusieurs hypothèses

Les scientifiques ignorent quelle est l’origine de ce mouvement du trou noir, mais ils émettent plusieurs hypothèses.

  • Les chercheurs observeraient le résultat d’une fusion de deux trous noirs supermassifs. Le trou noir résultant de cette collision serait en train de « reculer ».
  • Les chercheurs verraient un trou noir qui fait partie d’un système binaire.
  • Ce trou noir serait originaire d’une galaxie externe, en train de fusionner avec J0437+2456.

« Bien que n’importe laquelle de ces possibilités soit passionnante, avec les données actuelles nous ne sommes malheureusement pas en mesure de les distinguer, concluent les scientifiques. Des observations supplémentaires sont nécessaires pour déterminer la nature du trou noir supermassif particulier dans J0437+2456. »