Partie fine intergalactique : trois trous noirs supermassifs surpris sur le point de fusionner

Des astronomes ont détecté les signes d’une fusion cosmique monstrueuse. Impliquant trois trous noirs supermassifs (et autant de galaxies), elle promet d’éclairer la physique sous-tendant ces évènements cataclysmiques.

Le choc des titans

Pour atteindre des tailles aussi colossales, on pense que les plus grands trous noirs, qui se cachent au cœur des galaxies, sont amenés à engloutir d’autres monstres cosmiques massifs, ou à fusionner avec eux lors de collisions intergalactiques. Mais observer ce processus est loin d’être une mince affaire : il ne représente qu’une fraction de leur durée de vie, et ces objets extrêmes ne sont généralement trahis que par leur activité lumineuse lorsqu’ils dévorent activement de la matière.

Lire aussi Un système triple de trous noirs supermassifs intrigue les chercheurs : la cartographie céleste remise en question

Si, jusqu’à présent, les fusions d’environ 150 paires de trous noirs galactiques avaient été documentées, Emma Schwartzman, du Laboratoire de recherche navale des États-Unis et ses collègues ont observé un phénomène nettement plus rare à environ 1,2 milliard d’années-lumière de la Terre : trois trous noirs supermassifs, tous en phase d’alimentation active, condamnés à s’unir pour n’en former qu’un.

Dans ce cas, chacun des monstres cosmiques émettait un rayonnement radio à basse fréquence, capables de traverser les épais voiles de poussière cosmique bloquant la lumière visible. En décortiquant les données des observatoires Very Long Baseline Array (Hawaï), et Very Large Array (Nouveau-Mexique), l’équipe a pu confirmer que les ondes captées ne provenaient d’une autre source, comme des galaxies brillantes, formant activement de nouvelles étoiles.

« Le fait que l’ensemble des trous noirs impliqués émettent dans le domaine radio est inédit », souligne Schwartzman.

Lire aussi Le secret des sondes Voyager toujours actives à 25 milliards de km ? Une batterie nucléaire vieille de 50 ans

Fin de l’histoire

Selon les auteurs de la nouvelle étude, publiée dans la revue Astrophysical Journal Letters, s’il est indéniable que les trois galaxies ont commencé à interagir, il s’agit des prémices de la fusion de leurs trous noirs géants.

« Deux d’entre elles sont encore séparées d’environ 70 000 années-lumière, tandis que la troisième se trouve à environ 300 000 années-lumière, mais rapporté à la durée de vie de ces monstres cosmiques [plusieurs milliards d’années], nous assistons clairement à la conclusion de l’histoire », illustre Emma Kun, de l’université de la Ruhr.

L’observation de cette « partie fine intergalactique » devrait offrir un aperçu sans précédent des mécanismes à l’origine des fusions de trous noirs les plus complexes. « Plus le nombre de galaxies impliquées est élevé, plus les chances d’observer de tels événements sont faibles », conclut Schwartzman.

Lire aussi C’est confirmé : Artemis 2 décolle le 6 février pour un vol habité lunaire qui fera date dans l’Histoire

L’été dernier, des chercheurs avaient détecté une collision « impossible » dans l’espace lointain.