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Au cœur de l’immensité de l’Univers, les trous noirs supermassifs comptent parmi les phénomènes les plus mystérieux et les plus puissants jamais découverts par la science. Ces titans cosmiques ont une masse des milliards de fois supérieure à celle du Soleil. Lorsque deux de ces entités se rencontrent sous l’effet d’une attraction gravitationnelle intense, elles s’unissent après quelques millions d’années, et leur fusion potentielle est susceptible de secouer l’Univers tout entier.
L’attraction imparable
Historiquement, cette danse cosmique était connue des scientifiques uniquement par les livres. Le phénomène a échappé aux astronomes qui orientaient leurs télescopes, car les trous noirs s’activaient dans l’obscurité ou dans leurs rideaux poussiéreux. Cependant, les scientifiques ont finalement eu de la chance en 2015. S’ils n’ont toujours rien vu, ils ont cette fois détecté des ondes gravitationnelles qui ont déformé l’espace-temps lui-même et se sont répercutées dans tout l’Univers.
Dans les années qui ont suivi, les astronomes ont utilisé des équipements ultra-sensibles pour détecter des centaines d’autres paires de trous noirs. Parfois, ils ont même pu en être témoins, car les étoiles à neutrons lumineuses ont tendance à être un peu plus ostentatoires.
Les astronomes sont aujourd’hui impatients d’observer pour la première fois la rencontre de deux trous noirs supermassifs. Les trous noirs massifs, qui peuvent peser jusqu’à des millions, voire des milliards de soleils, se trouvent fréquemment au centre des galaxies, dont la nôtre. Bien que l’on pense qu’ils devraient entrer en collision comme leurs homologues plus petits, leur fusion reste un mystère, suscitant l’hypothèse qu’ils pourraient être des solitaires cosmiques.
Un ballet cosmique au ralenti
Dans une étude récente, publiée dans The Astrophysics Journal, des astronomes ont examiné plus en détail deux trous noirs supermassifs dans la galaxie B2 0402+379. La distance entre ces deux trous noirs n’est seulement que de 24 années-lumière. En comparaison, les deux trous noirs les plus proches se trouvent à 1 600 années-lumière l’un de l’autre.
Selon des recherches antérieures, ils sont bloqués à ce stade depuis environ trois milliards d’années. Les astronomes ont examiné les données d’archives du télescope Gemini Nord pour déterminer la vitesse des étoiles qui quittent la zone afin de comprendre.
L’analyse des vitesses stellaires a permis d’estimer leur masse combinée à 28 milliards de fois celle du Soleil, la plus massive jamais enregistrée. Les scientifiques ont pu en déduire plusieurs détails cruciaux sur le passé et l’avenir possible de la paire. Il semble que les trous noirs se soient rassemblés, car il n’y a pas d’autres trous noirs dans leur région. B2 0402+379 est un groupe de galaxies qui a fusionné en une galaxie massive, appelée « amas fossile ». Parmi les deux trous noirs survivants, ils ont déjà rencontré un amas entier d’autres trous noirs.
Un futur incertain
Ces géants ne sont pas pressés. Ils effectuent d’abord plusieurs passages l’un devant l’autre, transmettant à chaque fois une petite quantité d’énergie aux étoiles voisines. Au fur et à mesure que leurs niveaux d’énergie diminuent, ils commencent à converger et, finalement, leur propre attraction gravitationnelle les fait commencer à se déplacer.
Cependant, l’équipe détermine qu’un nombre énorme d’étoiles aurait été nécessaire pour rapprocher cette paire binaire massive, car il s’agit de la paire la plus massive jamais enregistrée. Mais leurs danses ont déjà nettoyé le voisinage galactique, les laissant dans un suspens pendant des milliards d’années. La question demeure : vont-ils finalement fusionner ?
Bien que les scientifiques ne soient pas certains que les deux trous noirs atteindront ce point par eux-mêmes, cela pourrait être le cas si un troisième trou noir entrait dans la galaxie. Le problème est qu’il n’y a pas d’autres galaxies dans la région avec lesquelles fusionner. Si une fusion se produit, elle déclenchera des ondes gravitationnelles 100 millions de fois plus intenses que toutes celles qui ont été observées jusqu’à présent. Par ailleurs, le trou noir supermassif de notre galaxie s’apprête à engloutir un étrange objet.