Une équipe d'experts internationaux réputée pour avoir démystifié plusieurs découvertes de trous noirs a découvert un trou noir de masse stellaire dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie voisine de la nôtre. "Pour la première fois, notre équipe s'est réunie pour rendre compte de la découverte d'un trou noir, au lieu d'en rejeter une", » déclare Tomer Shenar, responsable de l'étude. De plus, ils ont découvert que l'étoile qui avait donné naissance au le trou noir a disparu sans aucun signe d'une puissante explosion. La découverte a été faite grâce à six années d'observations obtenues avec le Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire européen austral (ESO).
"Nous avons identifié une 'aiguille dans une botte de foin'", » déclare Shenar qui a commencé ses études à la KU Leuven en Belgique et est maintenant Marie-Curie Fellow à l'Université d'Amsterdam, aux Pays-Bas. Bien que d'autres trous noirs candidats similaires aient été proposés, l'équipe affirme qu'il s'agit du premier trou noir de masse stellaire « dormant » à être détecté sans ambiguïté en dehors de notre galaxie.
Trous noirs de masse stellaire se forment lorsque des étoiles massives atteignent la fin de leur vie et s'effondrent d'elles-mêmes. la gravité. Dans un système binaire, un système de deux étoiles tournant l’une autour de l’autre, ce processus laisse derrière lui un trou noir en orbite avec une étoile compagnon lumineuse. Le trou noir est « dormant » s’il n’émet pas des niveaux élevés de rayonnement X, ce qui est généralement la manière dont ces trous noirs sont généralement détectés.
"Il est incroyable que nous connaissions à peine l'existence de trous noirs dormants, étant donné à quel point les astronomes pensent qu'ils sont courants." explique le co-auteur Pablo Marchant de la KU Leuven. Le trou noir nouvellement découvert a une masse au moins neuf fois supérieure à celle de notre Soleil et orbite autour d'une étoile bleue et chaude pesant 25 fois la masse du Soleil.
Les trous noirs dormants sont particulièrement difficiles à repérer car ils n’interagissent pas beaucoup avec leur environnement. « Depuis plus de deux ans, nous recherchons de tels systèmes binaires à trous noirs, " déclare la co-auteure Julia Bodensteiner, chercheuse à l'ESO en Allemagne. "J'ai été très enthousiasmé lorsque j'ai entendu parler du VFTS 243, qui, à mon avis, est le candidat le plus convaincant rapporté à ce jour."
Pour trouver VFTS 243, la collaboration a étudié près de 1000 XNUMX étoiles massives dans la région de la nébuleuse de la Tarentule. Grand nuage magellanique, à la recherche de ceux qui pourraient avoir des trous noirs comme compagnons. Identifier ces compagnons comme des trous noirs est extrêmement difficile, car de nombreuses possibilités alternatives existent.
Crédit : ESO
"En tant que chercheur ayant démystifié les trous noirs potentiels ces dernières années, j'étais extrêmement sceptique quant à cette découverte." dit Chénar. Le scepticisme était partagé par le co-auteur Kareem El-Badry du Centre d'Astrophysique | Harvard & Smithsonian aux États-Unis, que Shenar appelle le « destructeur de trous noirs ». «Quand Tomer m'a demandé de vérifier ses conclusions, j'ai eu des doutes. Mais je n’ai pas pu trouver d’explication plausible aux données qui n’impliquaient pas un trou noir. » explique El-Badry.
La découverte permet également à l'équipe d'avoir une vision unique des processus qui accompagnent le formation de trous noirs. Les astronomes pensent qu'un trou noir de masse stellaire se forme comme le noyau d'un énorme étoile mourante s'effondre, mais il reste incertain si cela s'accompagne ou non d'une puissante explosion de supernova.
"L'étoile qui a formé le trou noir dans VFTS 243 semble s'être entièrement effondrée, sans aucun signe d'explosion précédente", explique Shenar. « Les preuves de ce scénario d'« effondrement direct » sont apparues récemment, mais notre étude fournit sans doute l'une des indications les plus directes. Cela a d’énormes implications sur l’origine de fusions de trous noirs dans le cosmos. »
Le trou noir de VFTS 243 a été découvert grâce à six années d'observations de la nébuleuse de la Tarentule par l'instrument FLAMES (Fiber Large Array Multi Element Spectrograph) du VLT de l'ESO.
Malgré le surnom de « police des trous noirs », l'équipe encourage activement l'examen minutieux et espère que leurs travaux, publiés aujourd'hui dans Nature Astronomy, permettront la découverte d'autres masses stellaires. des trous noirs en orbite autour d'étoiles massives, dont des milliers devraient exister dans la Voie Lactée et dans les Nuages de Magellan.
"Bien sûr, j'attends des autres acteurs du domaine qu'ils examinent attentivement notre analyse et qu'ils tentent d'élaborer des modèles alternatifs." conclut El-Badry. "C'est un projet très excitant auquel participer."
Référence du journal
- Tomer Shenar, Hugues Sana, Laurent Mahy, Kareem El-Badry, Pablo Marchant, Norbert Langer, Calum Hawcroft, Matthias Fabry, Koushik Sen, Leonardo A. Almeida, Michael Abdul-Masih11, Julia Bodensteiner, Paul Crowther, Mark Gieles, Mariusz Gromadzki , Vincent Henault-Brunet, Artemio Herrero, Alex de Koter, Patryk Iwanek, Szymon Kozłowski, Danny J. Lennon, Jesús Maíz Apellániz, Przemysław Mroz, Anthony FJ Moffat, Annachiara Picco, Paweł Pietrukowicz, Radosław Poleski, Krzysztof Rybicki, Fabian RN Schneider , Dorota M. Skowron, Jan Skowron, Igor Soszynski, Michał K. Szymanski, Silvia Toonen, Andrzej Udalski, Krzysztof Ulaczyk, Jorick S. Vink, Marcin Wrona. Un trou noir silencieux aux rayons X né d’un coup de pied négligeable dans un binaire massif du Grand Nuage de Magellan Document de recherche
