Depuis les années 1980, les scientifiques étudient les trous noirs supermassifs qui se trouvent au centre des galaxies les plus massives de l'univers. En avril 2019, la collaboration Event Horizon Telescope (EHT) a publié la toute première image d'un trou noir supermassif.
Ces observations permettent de tester les lois de la physique dans les conditions les plus extrêmes et de mieux comprendre les forces qui ont façonné l'univers.
Dans une étude récente, une équipe internationale de scientifiques s'est appuyée sur les données de l'observatoire Gaia pour observer une étoile semblable au soleil avec d'étranges caractéristiques orbitales. En raison de la nature de son orbite, les scientifiques ont conclu qu'il devait faire partie d'un système binaire avec un trou noir.
Cela fait du trou noir le plus proche du système solaire (480 parsecs) et suggère l'existence d'une importante population de trous noirs dormants dans notre galaxie.
La mission Gaia a passé près d'une décennie à mesurer les positions, les distances et les mouvements propres de près d'un milliard d'objets astronomiques tels que des étoiles, des planètes, des comètes, des astéroïdes et des galaxies.
En suivant le mouvement des objets en orbite autour du centre de la Voie lactée (une technique connue sous le nom d'astrométrie), la mission Gaia vise à créer le catalogue cosmique 3D le plus précis jamais créé.
Pour leurs besoins, les astronomes ont étudié les 168 065 étoiles de Gaia Data Release 3 (GDR3) dont on pensait qu'elles avaient des orbites à deux corps.
Leur analyse a révélé un candidat de type G (étoile jaune) particulièrement prometteur, désigné Gaia DR3 4373465352415301632 - pour leurs besoins, l'équipe l'a désigné Gaia BH1. Sur la base du mouvement orbital observé, les astronomes ont déterminé que cette étoile devait avoir un trou noir compagnon.
Les données de Gaia limitent le mouvement de l'étoile dans le ciel lorsqu'elle orbite autour du trou noir. La taille de l'orbite et sa période nous donnent une limite à la masse de son compagnon invisible - environ 10 masses solaires », disent les scientifiques.
Pour confirmer leurs observations, l'équipe a analysé les mesures de vitesse radiale de Gaia BH1 à partir de plusieurs télescopes. Ces observations ultérieures ont confirmé la solution orbitale de Gaia BH1 et que le compagnon, d'une masse d'environ 10 masses solaires, est sur la même orbite que l'étoile.
La découverte peut représenter le premier trou noir de la Voie lactée qui n'a pas été observé sur la base de son émission de rayons X ou d'autres rejets énergétiques.
Les modèles prédisent que la Voie lactée contient environ 100 millions de trous noirs. Mais nous n'en avons observé qu'une vingtaine. Tous les précédents que nous avons observés sont dans des binaires à rayons X: le trou noir dévore une étoile compagne, et il brille vivement dans les rayons X », disent les scientifiques.
Mais ce n'est que la partie émergée de l'iceberg : la galaxie pourrait héberger une bien plus grande population de trous noirs, cachés dans des systèmes binaires plus éloignés. La découverte de Gaia BH1 met en lumière cette population.
Si les données sont confirmées, cela pourrait signifier qu'il existe une grande population de trous noirs dormants dans la Voie lactée. Il s'agit de trous noirs qui ne sont pas visibles à partir de disques brillants, de rafales de rayonnement ou de jets à ultra-vitesse émanant de leurs pôles (comme c'est souvent le cas avec les quasars).
Si ces objets sont partout dans notre galaxie, les implications pour l'évolution stellaire et galactique pourraient être profondes. Cependant, il est possible que ce trou noir dormant particulier soit une exception et n'indique pas une grande population.
Pour tester leurs découvertes, les scientifiques attendent avec impatience la publication à ce jour des données de Gaia 4, qui comprendront toutes les données collectées au cours de la mission nominale de cinq ans (GDR 4).
Cette version comprendra des catalogues de vitesse astrométrique, photométrique et radiale de pointe pour toutes les étoiles, systèmes binaires, galaxies et exoplanètes observés. La cinquième et dernière version (GDR 5) comprendra des données de mission nominales et étendues (10 ans complets).
Les astronomes ont calculé que la prochaine publication des données de Gaia détectera des dizaines de systèmes de type Gaia BH1.
L'étude a été publiée dans le référentiel arxiv.org.
2022-09-20 16:40:18
Auteur: Vitalii Babkin