Jeudi 3 mai 2018 : De grandes galaxies comme la nôtre posséderaient des halos de quatre à vingt trous noirs supermassifs dans un rayon d’un million d’années-lumière. Les simulations numériques dédiées à l’étude de la formation de ces trous noirs lors de collisions et fusions entre galaxies le prédisent.
Vers la fin des années 1960, des chercheurs, dont Martin Rees et en particulier son collègue, l’astrophysicien britannique Donald Lynden-Bell (qui a trouvé la mort récemment, le 6 février 2018), ont compris que la plupart des grandes galaxies doivent héberger en leur centre des trous noirs supermassifs. Plus tard, dans les années 1970, leurs collègues sceptiques vont en être convaincus. De nos jours, c’est une thèse majoritairement acceptée depuis une vingtaine d’années, même si une preuve définitive de la présence d’objets, ayant bien un horizon des évènements conforme aux prédictions de la théorie de la relativité générale, manque encore.
Les trous noirs contiennent au moins l’équivalent d’un million de masses solaires et parfois plusieurs milliards. La réalité pourrait bien être plus stupéfiante si l’on se fie à un article déposé sur arXiv par une équipe internationale d’astrophysiciens. L’existence du trou noir de quatre millions de masses solaires au cœur de la Voie lactée est prouvée. Il existerait même un candidat, le trou noir intermédiaire, car il contiendrait probablement environ 100 000 masses solaires, en comparaison des trous noirs dits stellaires de quelques dizaines de masses solaires tout au plus. Selon les chercheurs, de grandes galaxies comme la nôtre pourraient en fait posséder de quatre à vingt trous noirs supermassifs dans un rayon d’environ un million d’années-lumière.
DES HALOS DE TROUS NOIRS SUPERMASSIFS ENTOURENT LES GALAXIES
Cette affirmation sort non pas d’observations, mais d’une simulation numérique du monde des galaxies en cosmologie spécialisée dans la formation des trous noirs supermassifs et baptisée Romulus. Nous ne savons pas comment naissent ces astres massifs, mais nous soupçonnons que les collisions, et surtout les fusions qui les accompagnent parfois entre galaxies, contribuent à leurs croissances. En effet, nous observons des fusions de galaxies, ce qui doit conduire les trous noirs géants qu’elles contiennent en leur centre à plonger gravitationnellement vers le centre de la nouvelle galaxie formée, pour finalement fusionner en émettant un puissant flash d’ondes gravitationnelles.
Selon la simulation Romulus, les fusions entre galaxies ne conduiraient pas toutes à des fusions de trous noirs. Certains des trous noirs géants se retrouveraient en fait sur des orbites dans le halo galactique autour du centre des galaxies. Il pourrait y avoir ainsi de deux à huit trous noirs supermassifs dans un rayon de 30 000 années-lumière autour du centre de la Voie lactée. Nous n’avons pas encore vu ces trous noirs jusqu’à présent, parce qu’ils ne seraient pas entourés d’assez de gaz pour produire par accrétion du rayonnement facilement détectable. Ils ne seraient pas suffisamment nombreux pour être facilement détectables par effet de lentilles gravitationnelles.
Cependant, ces trous noirs supermassifs nomades pourraient rester dans le halo pendant des milliards d’années. D’après l’astrophysicien Michael Tremmel, chercheur postdoctoral au Centre d’astronomie et d’astrophysique de Yale, et qui a mené l’équipe à l’origine de ce travail : « Il est extrêmement improbable qu’un trou noir supermassif errant se rapproche suffisamment pour avoir un impact sur notre Système solaire ». Il précise : « nous estimons qu’une rencontre rapprochée avec l’un de ces vagabonds, et capable d’affecter notre Système solaire, devrait se produire tous les 100 milliards d’années, soit près de 10 fois l’âge de l’univers ».
Chloé Bellanca (btlv.fr/Source : Futura-Sciences)
