Le trou noir supermassif au centre de notre galaxie est le champion incontesté des poids lourds de la Voie lactée, mais un objet nouvellement repéré prend la couronne du trou noir stellaire le plus massif connu dans notre galaxie, pesant 33 fois la masse de notre Soleil.
Une équipe dirigée par Pasquale Panuzzo, astronome à l’Observatoire de Paris, a découvert le trou noir stellaire le plus massif jamais détecté en la Voie Lactée. Gaia BH3 éclipse le précédent détenteur du record, Cygnus X-1, qui ne pèse que 21 masses solaires. détaillé dans un nouvel article de la revue Astronomy and Astrophysics.
Gaia BH3 est dans la constellation Aquila, à environ 2 000 années-lumière de la Terre. L’équipe l’a découvert lors d’un examen des données du La mission Gaia de l’Agence spatiale européenne, un observatoire spatial opérationnel depuis 2013. La mission en cours de Gaia est de construire les une carte tridimensionnelle de notre galaxie. L’étoile en orbite autour de BH3 était déjà connue des astronomes, mais son statut de compagne d’une étoile noire Le trou a été une surprise totale, et le poids qui en résulte l’est encore plus.
«Quand j’ai vu les résultats pour la première fois, j’ai été convaincu qu’il y avait un problème dans les données. Je ne pouvais pas y croire ", a déclaré Panuzzo à Gizmodo. " Maintenant, je sens que j’ai vraiment fait le découverte de ma vie!”
La découverte a été soutenue par une suite d’observatoires au sol et d’instruments sophistiqués, y compris le spectrographe à échelle ultraviolette et visuelle (UVES) sur le Le très grand télescope de l’Observatoire européen austral au Chili, le spectrographe HERMES du télescope Mercator en Espagne et le spectrographe de haute précision SOPHIE en Espagne. France.
Les astronomes ont utilisé les mesures précises de Gaia pour déterminer la taille de l’orbite et le temps qu’il faut à l’étoile pour faire le tour de l’orbite. trou noir. Ils ont ensuite appliqué les lois de Kepler, qui sont des principes qui décrivent les mouvements des planètes et des étoiles, pour calculer la masse du trou noir. à partir de la taille et de la période de l’orbite. Ils ont utilisé deux méthodes : des mesures astrométriques, qui suivent les légers mouvements d’oscillation de l’étoile compagne. elle semble changer de position dans le ciel et par spectroscopie, qui utilise l’effet Doppler pour mesurer la vitesse à laquelle l’étoile se déplace. se rapprocher ou s’éloigner de nous.
Les trous noirs stellaires sont des restes d’étoiles massives qui se sont effondrées sous leur propre gravité, formant généralement des trous noirs environ 10 fois la masse de notre planète. La masse importante de Gaia BH3 suggère qu’elle provient d’une étoile pauvre en métaux, qui a conservé plus de masse au cours de sa vie et pourrait ainsi se former. un trou noir plus grand à sa mort, selon une nouvelle recherche.
En revanche, le trou noir supermassif Sagittaire A*, stationné au cœur de la galaxie, est beaucoup plus grand, avec environ 4 millions de fois la masse de le Soleil. Ces géants ne se forment pas à partir de l’effondrement d’une seule étoile, mais se développent probablement à partir de la fusion de trous noirs plus petits. et l’accumulation de gaz et de matériaux stellaires sur des millions d’années.
Le trou noir stellaire « formé par l’effondrement gravitationnel d’une étoile massive, une étoile probablement 40 à 50 fois plus massive que notre Soleil. – à la fin de sa vie », a expliqué Panuzzo. « Ce genre d’étoiles a une vie courte, quelques millions d’années, par rapport à les 10 milliards d’années du Soleil, et ils terminent leur vie avec une supernova, laissant derrière eux un trou noir. C’est pourquoi nous les appelons des trous noirs « stellaires », pour ne pas les confondre avec les trous noirs supermassifs au centre des galaxies.
Panuzzo a déclaré qu’il est “très probable”que des trous noirs stellaires encore plus grands existent dans notre galaxie. Auparavant, le Télescopes gravitationnels LIGO-Virgo-KAGRA a détecté la fusion de trous noirs de plus de 80 masses solaires dans des galaxies lointaines. En effet, des trous noirs stellaires lourds ont déjà été détectés , mais dans d’autres galaxies et en utilisant des méthodes alternatives de détection. Ces trous noirs lointains sont identifiés grâce à astronomie des ondes gravitationnelles, qui observe les ondulations dans l’espace-temps provoquées par la fusion de trous noirs stellaires. J’ai demandé à Panuzzo pourquoi nous avons pu trouver d’énormes trous noirs stellaires dans des galaxies lointaines, très lointaines, mais seulement récemment repérés dans notre propre galaxie.
“Il y a deux raisons”, a-t-il dit. “La première est que les télescopes gravitationnels LIGO-Virgo-KAGRA sont capables de détecter les fusions de trous noirs. très loin, sondant des milliards de galaxies. La deuxième est que ces trous noirs sont produits par des étoiles massives qui ont une faible métallicité », c’est-à-dire des étoiles composées presque exclusivement d’hydrogène et d’hélium, avec seulement des traces des autres éléments. « Ces étoiles étaient présentes dans notre galaxie seulement à ses balbutiements, nous ne pouvons donc plus voir la formation de nouveaux trous noirs massifs dans notre galaxie », selon à Panuzzo.
Les données utilisées dans l’étude étaient initialement destinées à la prochaine publication de données Gaia, attendue d’ici la fin 2025. l’importance de la découverte, cependant, l’équipe a choisi de publier les résultats tôt. “Les modèles d’évolution et le champ des ondes gravitationnelles”, a expliqué Panuzzo. “Il a été considéré que cette découverte exceptionnelle ne pouvait pas être gardée cachée au communauté depuis deux ans en attente de la prochaine version. plus tôt, a-t-il ajouté.
À cette fin, les futures observations avec l’instrument GRAVITY sur l’interféromètre du très grand télescope de l’ESO viseront à déterminer si ce trou noir est en extrayant la matière de son environnement, offrant ainsi un aperçu plus approfondi de sa nature et de son comportement.
Une version de cet article paru à l’origine sur Gizmodo.
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