Sciences

Il semblerait qu'un «trou noir voyou» se balade bien dans notre galaxie

Temps de lecture : 2 min

À moins que ce ne soit une étoile à neutrons? Qu'importe: l'essentiel, c'est que nous puissions détecter cet objet.

Photo du disque d'accrétion du trou noir M87* tirée des observations du 11 avril 2017. | Event Horizon Telescope via Wikimedia Commons
Photo du disque d'accrétion du trou noir M87* tirée des observations du 11 avril 2017| Event Horizon Telescope via Wikimedia Commons

«Trou noir voyou» est une expression synonyme de «trou noir errant» ou encore «trou noir nomade», qui signifie que le trou noir en question n'a pas de galaxie hôte. Au début de l'année 2022, des scientifiques avaient déjà détecté ce qui semblait être un trou noir voyou dérivant dans notre galaxie, la Voie lactée.

Selon ScienceAlert, cette information pourrait avoir été confirmée par une autre équipe de spécialistes, qui a conduit une enquête séparée et indépendante de la première. Les conclusions de cette nouvelle équipe, dirigée par les astronomes Casey Lam et Jessica Lu de l'Université de Californie à Berkeley, diffèrent néanmoins sur certains points de la première étude parue en février 2022 et dirigée par Kailash Sahu: la masse estimée de l'objet indique cette fois qu'il pourrait aussi bien s'agir d'une étoile à neutrons que d'un trou noir.

Dans les deux cas, cette seconde étude met en évidence une nouvelle capacité d'un phénomène connu mais qui, jusque-là, ne permettait pas de repérer les objets sombres et compacts: la microlentille gravitationnelle.

Les astronomes s'en servent pour mesurer la déformation des étoiles distantes par le champ gravitationnel de l'objet lorsqu'il passe devant elles. «C'est le premier trou noir voyou ou la première étoile à neutrons découverte grâce à la microlentille gravitationnelle, explique Jessica Lu. Avec elle, nous pouvons sonder et peser ces objets solitaires et compacts. Nous avons ouvert une nouvelle fenêtre sur ces objets sombres, qui ne peuvent être vus autrement.»

Trou noir ou étoile à neutrons?

Théoriquement, les trous noirs sont le résultat de l'effondrement d'étoiles massives, pèsent davantage que 30 fois la masse du Soleil et ont une durée de vie relativement courte. On pense à ce jour qu'il existe entre 10 millions et 1 milliard de trous noirs dérivant dans notre galaxie. Seulement, le propre d'un tel objet est de ne produire aucune lumière (à moins que de la matière ne le rencontre et génère ainsi des rayons X). Il est donc difficile de les détecter.

Difficile n'est pas impossible, et c'est là qu'entre en scène la fameuse observation par microlentille gravitationnelle. Ainsi, le 2 juin 2011, deux enquêtes ont enregistré indépendamment un événement nommé «OB110462» et culminant le 20 juillet. Exceptionnellement long et lumineux, il avait attiré l'attention des scientifiques. L'équipé dirigée par Kailash Sahu en avait conclu, grâce au télescope Hubble, qu'il s'agissait d'un trou noir de 7,1 fois la masse du Soleil et se trouvant à plus de 5.153 années-lumière.

L'analyse la plus récente du trou noir voyou dirigée par Lam et Lu a également utilisé les données récoltées par Hubble, mais indique qu'il s'agirait d'un objet légèrement plus petit: entre 1,6 et 4,4 fois la masse du Soleil. C'est ce qui les met sur la piste d'une étoile à neutrons.

Les étoiles à neutrons résultent de l'effondrement d'étoiles massives, qui pèsent entre 8 et 30 fois la masse du Soleil (elles sont donc moins lourdes que les étoiles massives qui finissent en trous noirs). Grâce à la «pression de dégénérescence», ces étoiles ne s'effondrent pas complètement en des trous noirs. Les étoiles à neutrons ont donc une masse plus faible: environ 2,4 fois celle du Soleil... ce qui, d'après la nouvelle étude, fait sortir OB110462 de la catégorie des trous noirs.

Ainsi, les estimations diffèrent, mais cela ne signifie pas qu'on ne peut rien tirer d'OB110462, au contraire. Casey Lam a même déclaré: «Quoi qu'il en soit, l'objet reste le premier vestige stellaire sombre découvert à errer dans la galaxie sans être accompagné d'une autre étoile.»

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