Derrière un épais disque de poussière, se cachait un gigantesque trou noir. Voilà la découverte que viennent de faire des scientifiques. Elle permet d’avancer dans la connaissance des noyaux actifs de galaxies.

Un trou noir colossal était éclipsé par un anneau de poussière cosmique. Dans une étude publiée le 16 février 2022 au sein de la revue Nature, des scientifiques racontent comment ils ont pu observer un disque de poussière et de gaz, épais et dense, qui dissimulait un géant : un trou noir supermassif.

C’est en étudiant le centre de la galaxie spirale Messier 77 (ou NGC 1068), située dans la constellation de la Baleine à plus de 47 millions d’années-lumière de notre planète, que les chercheurs ont détecté la présence de l’anneau, qui cachait le trou noir. Sa masse exacte n’est pas renseignée dans l’étude, mais d’après d’autres travaux elle serait équivalente à 8 fois celle du Soleil.

Un noyau actif de galaxie : qu’est-ce que c’est ?

Leur découverte est importante pour progresser dans la connaissance de ce qu’on appelle des noyaux actifs de galaxies : des « sources extrêmement énergétiques alimentées par des trous noirs supermassifs qui occupent le centre de certaines galaxies », décrit l’Observatoire européen austral (ESO) dans un communiqué présentant l’étude. Ces trous noirs agglomèrent de la poussière et du gaz en immense quantité. Cette matière se rassemble dans une forme de spirale autour du trou noir, ce qui libère de très importantes quantités d’énergie.

messier 77 noyau
Noyau de Messier 77 vu avec le VLTI. // Source : ESO/Jaffe, Gámez-Rosas et al. (image recadrée)

Or, cette observation des abords du trou noir de Messier 77 vient confirmer la validité d’une théorie au sujet des noyaux actifs, souligne l’ESO : le Modèle Unifié des AGNs (pour « Active Galactic Nucleus » en anglais). D’après ce modèle, tous les noyaux actifs de galaxies auraient la même structure, malgré leurs différences (certaines brillent plus que d’autres ; libèrent des jets d’ondes radio, ou non). Cette structure étant composée d’un trou noir supermassif, encerclé d’un large anneau de poussière.

Néanmoins, dans le cas de Messier 77, il restait encore des doutes : on n’était pas certains que toute cette poussière dissimule la présence d’un trou noir. On le supposait, car cela peut expliquer pourquoi ce noyau actif est moins brillant dans le domaine de la lumière visible, par rapport à d’autres.

Pour observer à travers cette poussière, les scientifiques ont utilisé l’Interféromètre du Très Grand Télescope (VLTI), de l’Observatoire du Cerro Paranal, au Chili. Les images, obtenues en septembre 2018 et novembre 2019, ont permis d’en savoir plus sur la température et l’absorption des nuages gazeux situés en périphérie de ce grand trou noir. Ce dernier a pu être localisé. « La poussière – qui compose un volumineux anneau interne ainsi qu’un disque plus étendu – et le trou noir positionné en son centre plaident en faveur du Modèle Unifié », résume l’ESO.