Découvrir l’aiguille qu’est le trou noir dans la botte de foin galactique
Une équipe de recherche internationale a découvert un trou noir dormant de masse stellaire dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie voisine. C’est la première fois que ce type de trou noir, formé par l’effondrement gravitationnel d’une étoile, est identifié en dehors de notre galaxie. La recherche a été menée avec le soutien des projets MULTIPLES, PROGENITOR et TEL-STARS, financés par l’UE. Elle est décrite dans une étude publiée dans la revue «Nature astronomy». «Nous avons identifié une “aiguille dans une botte de foin”», observe le Dr Tomer Shenar, auteur principal de l’étude, dans un article publié sur «SciTechDaily». L’astrophysicien a commencé ses recherches à la KU Leuven en Belgique, hôte du projet MULTIPLES, et est maintenant titulaire d’une bourse Marie Skłodowska-Curie à l’Université d’Amsterdam aux Pays-Bas, coordinatrice du projet PROGENITOR. Les scientifiques ont récemment découvert que les étoiles massives sont rarement solitaires, mais se présentent plutôt par paires, dans le cadre d’un système binaire. Or, lorsque ces étoiles de forte masse s’effondrent en fin de vie sous l’effet de leur propre gravité, elles donnent naissance à des trous noirs de masse stellaire. Dans un système binaire, cela engendre un trou noir orbitant autour d’une étoile lumineuse. Les trous noirs dormants sont extrêmement difficiles à détecter, car ils n’émettent pas de hauts niveaux de rayonnement X. «Il est incroyable que nous ne connaissions pratiquement aucun trou noir dormant, compte tenu de leur caractère courant selon les astronomes», commente le Dr Pablo Marchant de la KU Leuven, co-auteur de l’article. Après six ans d’observations avec le très grand télescope (Very Large Telescope) de l’Observatoire européen austral, l’équipe a finalement réussi à identifier un système binaire dans notre galaxie voisine. Appelé VFTS 243, le système binaire se compose d’un trou noir dormant d’une masse au moins neuf fois supérieure à celle de notre Soleil, en orbite autour d’une étoile bleue brillante d’une masse 25 fois supérieure à celle du Soleil.
Une étoile évanouie
Les astrophysiciens ont également découvert que l’étoile d’où le trou noir a émergé s’est complètement effondrée, sans aucune trace d’explosion massive. «Des preuves de ce scénario “d’effondrement direct” ont récemment vu le jour, mais notre étude fournit sans doute l’une des indications les plus directes», déclare Tomer Shenar. «Cela a d’énormes implications sur l’origine des fusions de trous noirs dans le cosmos.» Les chercheurs ont étudié près de 1 000 étoiles massives dans la région de la nébuleuse de la Tarentule du Grand Nuage de Magellan pour trouver VFTS 243. «En tant que chercheur ayant réfuté de potentiels trous noirs ces dernières années, j’étais extrêmement sceptique quant à cette découverte», souligne Tomer Shenar. Et il n’était pas le seul. Le coauteur, le Dr Kareem El-Badry du Centre d’astrophysique Harvard-Smithsonian aux États-Unis, partageait ce scepticisme. «Lorsque Tomer Shenar m’a demandé de vérifier ses résultats, j’avais des doutes. Mais je n’ai pas pu trouver d’explication plausible pour les données qui n’impliquaient pas un trou noir», explique Kareem El-Badry. L’équipe espère que les travaux soutenus par MULTIPLES (The MULTIPLicity of supErnova progenitorS), PROGENITOR (PRObes of Gravitational-wave progENITORs) et TEL-STARS (Turbulent and Explosive Lives of Massive Stars) ouvriront la voie à la découverte d’autres systèmes binaires de ce type dans la Voie lactée et les nuages de Magellan. «Je m’attends bien entendu à ce que d’autres chercheurs examinent attentivement notre analyse et tentent de concevoir d’autres modèles», conclut Kareem El-Badry. «Ce projet est passionnant et je suis heureux d’y participer.» Pour plus d’informations, veuillez consulter: page web du projet MULTIPLES projet PROGENITOR projet TEL-STARS
Mots‑clés
MULTIPLES, PROGENITOR, TEL-STARS, trou noir, étoile massive, système binaire, Grand Nuage de Magellan, nébuleuse de la Tarentule, galaxie
