Un trou noir supermassif, connu sous le nom de RBH-1, se déplace à une vitesse incroyable de 954 km/s à travers l’espace. Avec une masse équivalente à 10 millions de fois celle du Soleil, cette curiosité galactique a été récemment observée grâce au télescope James Webb, révélant un phénomène gravitationnel spectaculaire.
Représentation du trou noir supermassif RBH–1 projeté dans l’espace profond. Crédit : NASA, ESA, Leah Hustak/STScI
Dans l’espace profond, un trou noir supermassif voyage à une vitesse incroyable de 954 kilomètres par seconde, soit plus de 3,4 millions de kilomètres par heure. Cette vitesse est difficile à appréhender, surtout pour un objet ayant une masse 10 millions de fois supérieure à celle de notre Soleil (environ 2,5 fois plus lourd que Sagittarius A*, le trou noir central de la Voie lactée). Ce « cœur de ténèbres » se déplace dans l’univers, troublant le continuum espace-temps, après avoir été éjecté par un événement de retour gravitationnel d’une ampleur colossale. L’énergie nécessaire pour propulser un tel objet à cette vitesse est tout simplement extrême.
La vitesse de ce trou noir supermassif, surnommé RBH-1, a été mesurée par une équipe de chercheurs internationaux dirigée par des scientifiques de l’Université de Yale. Ces derniers ont collaboré avec plusieurs instituts, parmi lesquels la Dragonfly Focused Research Organization, le Centre pour l’Astrophysique Harvard-Smithsonian et le Département d’Astronomie et d’Astrophysique de l’Université de Toronto (Canada). Les chercheurs, sous la direction du professeur Pieter van Dokkum, ont découvert RBH-1, dont la lumière a voyagé pendant 7,5 milliards d’années avant d’atteindre la Terre, en 2023. Bien qu’ils aient d’abord soupçonné qu’il s’agissait d’un « géant en fuite », des observations récentes avec le télescope spatial James Webb ont permis de mieux cerner ses caractéristiques.
RBH–1 observé avec le James Webb. Crédit : van Dokkum et al./arXiv
Les chercheurs se sont concentrés sur les différentes composantes de l’objet, qui présente une énorme onde de choc à l’avant et une longue traîne de matière stellaire s’étendant sur 200 000 années-lumière derrière lui. Une vitesse radiale d’environ 600 kilomètres par seconde a été observée à la « pointe », où un déplacement vers le bleu indique que l’objet s’approche. Sur les côtés de l’onde de choc, des matériaux se déplaçant vers le rouge témoignent d’un éloignement. Cette configuration est compatible avec un objet de 10 millions de masses solaires lancé à la terrifying vitesse de 954 kilomètres par seconde. Actuellement, il se trouve aux frontières de sa galaxie, prêt à s’engager dans l’espace intergalactique après avoir été éjecté. Quel phénomène pourrait propulser un tel objet à une telle vitesse ?
Les chercheurs estiment que les modèles soutiennent l’hypothèse d’un retour gravitationnel, où deux trous noirs supermassifs fusionnent et émettent des ondes gravitationnelles asymétriques. Si la fusion génère des ondes gravitationnelles symétriques, elles s’annulent mutuellement. En revanche, des ondes asymétriques créent un mouvement dans une direction ou une autre. Ce processus donne effectivement un « coup de pied » à l’objet en formation, qui peut être expulsé de la galaxie à des vitesses extrêmes.
Le professeur van Dokkum et ses collègues pensent qu’une rencontre entre deux galaxies a déclenché la fusion des trous noirs supermassifs au centre de leurs structures, mais comme il y avait une asymétrie dans les ondes gravitationnelles, le nouvel objet issu de cette fusion a été propulsé à la vitesse phénoménale mentionnée. « Ces résultats confirment que la traîne est alimentée par un trou noir supermassif supersonique en fuite, une conséquence longtemps prévue de l’effet des ondes gravitationnelles ou de l’éjection de plusieurs corps des noyaux galactiques », ont précisé les scientifiques dans le résumé de l’étude. Les détails de la recherche « Confirmation JWST d’un trou noir supermassif en fuite via son onde de choc supersonique » sont disponibles dans la base de données ArXiv.