Une découverte fascinante révèle qu’un trou noir supermassif, pesant 600 000 fois la masse du Soleil, se cache au cœur de la Grande Nube de Magellan. Cette galaxie proche de la Voie lactée est destinée à une collision future, transformant notre compréhension des dynamiques galactiques et de l’univers.
Une équipe de recherche internationale a calculé qu’au centre de la Grande Nube de Magellan se trouve un trou noir supermassif d’une masse de 600 000 soleils. La galaxie naine est destinée à s’écraser contre la Voie lactée dans le futur ; avec elle, donc, arrivera aussi le gigantesque cœur de ténèbres. Voici ce qui se passera selon les experts.
Crédit : ESO/M. Kornmesser
Un trou noir supermassif en route de collision avec la Voie lactée, la galaxie où se trouve aussi la Terre. C’est ce qui a émergé d’une nouvelle étude qui a déterminé la présence du géant dans le cœur de la Grande Nube de Magellan, une galaxie satellite de la Voie lactée destinée à « s’écraser » contre la notre dans un lointain futur. L’impact, ou plus correctement, la fusion, se produira dans très longtemps et ne doit pas nous préoccuper trop ; l’être humain, en effet, si nous ne sommes pas déjà devenus une espèce multiplanétaire, lorsque cette rencontre entre colosses se produira, sera déjà éteint sur Terre, en raison de la transformation du Soleil en une géante rouge (à condition qu’il ne s’éteigne pas auparavant pour d’autres raisons). Reste néanmoins le charme d’un événement extraordinaire qui apportera de grands bouleversements dans notre galaxie.
Ce qui a permis de déterminer que la Grande Nube de Magellan possède également un trou noir supermassif en son centre et qu’il sera destiné à entrer en collision avec la Voie lactée a été une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques américains du Centre d’Astrophysique de Harvard-Smithsonian, qui ont collaboré étroitement avec des collègues de divers instituts. Parmi ceux impliqués, le Département d’Astronomie du California Institute of Technology (CALTECH) de Pasadena, le Center for Computational Astrophysics – Flatiron Institute de la Simons Foundation et le Racah Institute for Physics de l’Université hébraïque de Jérusalem (Israël). Les chercheurs, coordonnés par le professeur Jiwon Jesse Han de l’université américaine, ont tiré leurs conclusions après avoir réalisé plusieurs simulations avec les données de GAIA (Global Astrometric Interferometer for Astrophysics), qui a cartographié avec une extrême précision la position de nombreuses étoiles, environ 1 milliard. C’est précisément grâce à l’analyse de la position et des mouvements de certaines de ces étoiles que la présence du trou noir supermassif a été calculée.
Comme on le sait, les trous noirs s’appellent ainsi parce qu’ils sont invisibles à nos instruments – même la lumière ne peut s’échapper après avoir été engloutie au-delà de l’horizon des événements – et le seul moyen de déterminer leur présence est de vérifier l’impact sur le matériel environnant, qui est influencé gravitationnellement. Les premières images de Sagittarius A* (l’énorme cœur de ténèbres au noyau de la Voie lactée) et du trou noir supermassif de M87 obtenues par le projet Event Horizon Telescope sont des « beignets » comme prévu par la relativité, où le trou noir au centre est entouré d’énormes flux de gaz et de matériel tourbillonnant (ceux-ci sont visibles). Nous pouvons également déterminer la présence du trou noir par la manière dont il influence l’orbite et les mouvements d’objets à proximité, comme les étoiles. Dans le cas de la nouvelle étude, le professeur Han et ses collègues se sont concentrés sur un type particulier d’étoiles appelé étoiles de séquence principale de type B, qui ne sont pas liées à lhalo extérieur de la Voie lactée. Il s’agit d’étoiles dites « hyper-rapides » qui sont expulsées par un processus appelé mécanisme de Hills ; en termes simples, c’est un phénomène de perturbation par un trou noir supermassif sur un système binaire d’étoiles, dans lequel l’une est capturée par la force gravitationnelle du colosse, tandis que l’autre est expulsée à des vitesses monstrueuses vers le espace profond.
En analysant les données de GAIA, les scientifiques ont observé le comportement particulier de 21 de ces étoiles. Grâce à leur mouvement – reconstruit à l’aide d’une simulation informatique adaptée – ils ont calculé que la moitié étaient devenues hyper-rapides en raison de l’effet exercé par Sagittarius A*, les autres étant liées à l’effet de la Grande Nube de Magellan. Leur expulsion est cohérente avec la présence d’un trou noir supermassif au centre de la galaxie satellite, qui, selon les calculs des scientifiques de l’Université de Durham, frappera la Voie lactée dans 2 milliards d’années. Avec elle, donc, arrivera aussi le trou noir.
Le professeur Han et ses collègues ont calculé que le déplacement des étoiles hyper-rapides est cohérent avec un trou noir supermassif caractérisé par une masse 600 000 fois supérieure à celle du Soleil, il s’agit donc d’un « petit » géant, si l’on peut dire. Sagittarius A*, pour sa part, a une masse de plus de 4 millions de soleils, tandis que dans l’espace profond, errent des monstres avec des masses de plusieurs milliards de fois celle du Soleil. Comme mentionné, la collision entre la Grande Nube de Magellan et notre galaxie se produira lorsque sur Terre nous ne serons plus là, mais il est significatif de prévoir ce phénomène incroyable et fascinant, qui dans un futur lointain amènera les deux trous noirs galactiques à fusionner et à donner naissance à un colosse encore plus massif. Les détails de la recherche « Hypervelocity Stars Trace a Supermassive Black Hole in the Large Magellanic Cloud » ont été téléchargés sur ArXiv et présentés pour publication dans The Astrophysical Journal.