Une nouvelle découverte astronomique a permis d’identifier un trou noir de masse intermédiaire, mettant en lumière une catégorie rarement observée. Grâce aux observations des télescopes Hubble et Chandra, les scientifiques explorent les implications de cet objet intrigant sur notre compréhension des trous noirs et des galaxies.
NASA | Une image du télescope spatial Hubble d’une paire de galaxies: NGC 6099 (en bas à gauche) et NGC 6098 (en haut à droite).
Un trou noir de masse intermédiaire a été découvert grâce aux observations combinées du télescope spatial Hubble et de l’observatoire à rayons X Chandra de la NASA. Ce corps céleste, désigné NGC 6099 HLX-1, représente une catégorie très rare de trous noirs, considérés comme l’élément manquant entre les trous noirs stellaires et les supermassifs qui dominent les centres galactiques.
Les trous noirs intermédiaires, ou IMBH, sont difficiles à détecter. Pour les identifier, les astronomes doivent les surprendre lors d’événements rares appelés “tidal disruption events”, lors desquels ils dévorent des étoiles, produisant des radiations puissantes. Grâce à ces émissions, NGC 6099 HLX-1 a récemment été détecté aux abords de la vaste galaxie elliptique NGC 6099, à environ 450 millions d’années-lumière de la Terre.
Découverte du nouveau trou noir
Pour la première fois, une source atypique de rayons X a été observée en 2009 par le télescope spatial Chandra. Depuis, les astronomes ont suivi son évolution avec l’observatoire XMM-Newton de l’Agence Spatiale Européenne (ESA).
“Des sources de rayons X d’une telle luminosité sont rares en dehors des noyaux galactiques et peuvent servir de sonde clé pour identifier des trous noirs intermédiaires,” a expliqué Yi-Chi Chang de la National Tsing Hua University à Hsinchu, Taïwan.
Le festin cosmique de NGC 6099 HLX-1
NGC 6099 HLX-1 n’est pas totalement inconnu : il avait été observé en 2009 et avait atteint son maximum de luminosité en 2012, suivi d’une diminution progressive jusqu’en 2023. Les scientifiques s’interrogent désormais sur la nature de ce comportement, se demandant s’il s’agit d’un phénomène cyclique ou si le trou noir s’éteint lentement.
Les analyses indiquent que l’émission de rayons X suggère que l’objet est en phase d’alimentation, probablement en train de « dévorer » du gaz ou des étoiles d’un amas stellaire voisin. Comme l’a précisé un astrofisicien de l’Institut National d’Astrophysique (INAF) de Turin impliqué dans l’étude : “Si une étoile est en train d’être consommée, il reste à déterminer combien de temps cela prendra pour absorber complètement son gaz.” L’évolution de la luminosité sera cruciale pour comprendre la nature de cet objet énigmatique.
Importance des trous noirs intermédiaires : deux théories
L’étude des trous noirs de masse intermédiaire pourrait s’avérer essentielle pour comprendre l’origine des supermassifs qui habitent les centres des galaxies. Toutefois, la communauté scientifique est partagée entre deux théories principales.
La première hypothèse postule que les IMBH agissent comme des “graines” destinées à croître au fil du temps par des fusions successives. Les grandes galaxies, en effet, ont tendance à s’étendre en absorbant celles plus petites, et durant ce processus, les trous noirs centraux se rejoignent, augmentant progressivement leur masse. Les observations de Hubble établissent un lien direct : plus une galaxie est massive, plus impressionnant est le trou noir qu’elle abrite. Selon la NASA, cette nouvelle découverte renforce l’idée que de nombreuses galaxies pourraient héberger des trous noirs intermédiaires en tant que “satellites” dans lhalo galactique, sans qu’ils n’atteignent nécessairement le centre.
La seconde théorie suggère un mécanisme plus radical : dans l’univers primitif, d’énormes nuages de gaz présents dans les halos de matière noire auraient pu s’effondrer directement en trous noirs supermassifs, sans passer par la formation d’étoiles. Les récentes observations du télescope spatial James Webb, qui ont identifié des trous noirs lointains avec des masses considérables par rapport aux galaxies qui les accueillent, semblent soutenir l’hypothèse de la naissance “directe” de ces géants.