Une équipe de scientifiques pense avoir identifié un trou noir intermédiaire, au centre d'un amas globulaire de la galaxie d'Andromède. Sa masse représenterait environ 100 000 fois celle du Soleil.

C’est dans un amas d’étoiles d’Andromède, une galaxie voisine de la Voie lactée, qu’un nouveau trou noir rare vient peut-être d’être découvert. Une étude, repérée par ScienceAlert le 19 novembre 2021, acceptée pour publication dans une revue de l’Union américaine d’astronomie, rapporte les indices de l’existence de cet objet céleste.

« Nous étudions la présence d’un trou noir central dans B023-G078, l’amas globulaire le plus massif de M31 », lit-on dans l’étude (M31 étant l’identification de la galaxie d’Andromède dans le catalogue d’objets astronomiques de Messier). La masse de ce trou noir serait estimée à environ 100 000 fois celle de notre Soleil, ce qui en ferait un trou noir intermédiaire — à mi-chemin entre les stellaires et les supermassifs, du point de vue de leur masse.

Un exemple d’amas globulaire, M13 ou Amas d’Hercule. // Source : Flickr/CC/Carsten Frenzl (photo recadrée)

Des indices de l’existence des trous noirs intermédiaires sont en train de s’accumuler progressivement. « Certains modèles de formation des trous noirs supermassifs reposent sur des trous noirs intermédiaires ou stellaires ou l’effondrement direct de nuages de gaz, ainsi la détection ou l’absence de trous noirs intermédiaires peut nous aider à comprendre la formation des trous noirs supermassifs », rappellent les auteurs. Trouver des trous noirs intermédiaires permet aussi d’étudier leurs interactions avec les galaxies.

Un amas venant d’une fusion avec une autre galaxie

Les scientifiques se sont donc intéressés à l’amas globulaire (un groupe très dense d’étoiles) B023-G78, le plus massif de la galaxie d’Andromède — elle entrera en collision avec la Voie lactée dans 4,5 milliards d’années. D’après les modèles, on estime que les amas globulaires peuvent naître quand une galaxie en englobe une autre : ces groupes d’étoiles seraient alors des résidus du noyau galactique de la galaxie incorporée. Pour les auteurs, c’est sans doute ainsi que B023-G78 est né dans Andromède. Dans cette étude, ils étudient la teneur en métal de l’amas et estiment son âge à 10,5 milliards d’années. Les scientifiques travaillent aussi sur le déplacement des étoiles autour du centre de B023-G78, afin de deviner la masse du trou noir central qui s’y trouve potentiellement. Celui représenterait 1,5 % de la masse totale de l’amas.

« L’interprétation la plus plausible […] est que B023-G078 héberge un trou noir central  », avance l’équipe de recherche, qui pense avoir identifié « l’un des rares trous noirs de masse intermédiaire détectés dynamiquement ».

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