Jamais un duo de trous noirs supermassifs n’avait été trouvé si près de nous

À environ 89 millions d’années-lumière de la Terre, se trouve la paire de trous noirs supermassifs la plus proche jamais découverte. L’Observatoire européen austral (ESO) a rapporté le 30 novembre 2021 la découverte de ce couple de trous noirs, qui fait l’objet d’une étude dans la revue Astronomy & Astrophysics. Cette distance peut sembler énorme, mais la différence avec le précédent record d’un binôme de trous noirs supermassifs, établi à une distance de 470 millions d’années-lumière de nous, est colossale.

Ce duo de trous noirs supermassifs (c’est-à-dire dont la masse est d’au moins un million de fois équivalente à celle du Soleil) se trouve dans une galaxie spirale baptisée NGC 7727, qui se situe dans la constellation du Verseau. « Sa distance de seulement 27,4 mégaparsecs [ndlr : 1 parsec représente 3,26 années-lumière ; 1 mégaparsec est égal à 1 million de parsecs] en fait le détenteur du record de la paire double de trous noirs supermassifs la plus proche de nous, la paire de trous noirs supermassifs connue suivante étant à une distance de 144 mégaparsecs », écrivent les scientifiques.

La paire de trous noirs supermassifs identifiée.

Source : ESO/L. Calçada; VST ATLAS team; Voggel et al.

Un autre record : la plus petite distance entre deux trous noirs supermassifs

La distance minimale à la Terre n’est pas le seul record que détient ce nouveau couple de trous noirs supermassifs identifié. Dans ce duo, nous avons aussi la plus petite distance connue séparant deux trous noirs supermassifs. Seules 1 600 années-lumière les séparent. Jamais encore les astronomes n’avaient pu trouver deux trous noirs supermassifs aussi proches l’un de l’autre — leur écart représente moins de la moitié de la distance du précédent record.

La masse de chacun des objets de ce couple a pu être estimée :

• Le plus gros des deux est celui situé dans le bulbe de la galaxie NGC 7727 : il représente près de 154 millions de fois la masse du Soleil,
• Son compagnon, plus petit, a une masse de 6,3 millions de masses solaires. Il est situé dans un amas stellaire, qui est sans doute le vestige d’une fusion passée.

À partir de leur faible distance de séparation et de leur vitesse, les auteurs sont en mesure d’estimer que leur fusion, qui formera un seul et unique trou noir gigantesque, est imminente. Elle devrait survenir dans les 250 millions d’années qui arrivent. « Cette double paire de trous noirs supermassifs est donc susceptible de fusionner dans le futur et de produire un événement d’onde gravitationnelle », lit-on dans la revue scientifique.

L’union d’un autre couple : VLT et Hubble

Pour obtenir des mesures de ces masses, les scientifiques ont pu s’appuyer sur le Très Grand Télescope (ou VLT, pour « Very Large Telescope ») installé au Chili. Les observations de son instrument MUSE, un spectrographe, associées à celles du télescope spatial Hubble, ont confirmé aux chercheurs qu’ils étaient bien en présence de deux trous noirs supermassifs.

La découverte est considérée comme « une autre confirmation que de nombreux trous noirs supermassifs existent en dehors des centres de galaxies qui n’ont pas encore été découverts ».