Un trou noir extrêmement rare se cache au cœur de notre galaxie

En sondant le voisinage du monstre supermassif niché au coeur de notre galaxie, une équipe d’astronomes a identifié un trou noir « chaînon manquant », dont l’étude promet d’éclairer l’évolution de ces objets extrêmes.

Des monstres cosmiques insaisissables

Les trous noirs naissent de l’effondrement d’étoiles massives et croissent en se nourrissant de gaz, de poussière, d’étoiles et d’autres monstres cosmiques. À l’heure actuelle, deux types ont pu être confirmés : les trous noirs stellaires, dont la masse peut s’avérer des dizaines de fois supérieure à celle du Soleil, et les trous noirs supermassifs, quelques millions à 50 milliards de fois plus massifs que notre astre.

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Entre 100 et 100 000 fois plus massifs que notre étoile, les trous noirs intermédiaires sont considérés comme les plus insaisissables. Bien que les astronomes aient identifié plusieurs candidats prometteurs, aucune détection formelle n’avait jusqu’à présent été réalisée.

Récemment, Florian Peissker, de l’université de Cologne, et ses collègues ont scruté l’amas d’étoiles IRS 13, situé à environ 0,1 année-lumière du centre de notre galaxie, en s’appuyant sur le Very Large Telescope, l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array et le télescope spatial à rayons X Chandra.

De façon inattendue, la combinaison de ces observations et des simulations avancées a révélé que les étoiles chaudes et massives de l’amas se déplaçaient de manière ordonnée, impliquant qu’elles soient « fixées » par un trou noir insaisissable interagissant avec Sagittarius A*, le monstre cosmique supermassif situé au centre de la Voie lactée.

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Un trou noir d’environ 30 000 masses solaires

Lorsque les auteurs de l’étude, publiée dans The Astrophysical Journal, ont examiné les données relatives au coeur d’IRS 13, ils ont détecté des rayons X et du gaz ionisé caractéristiques de la présence d’un disque d’accrétion. Un tourbillon de poussière et de gaz trahissant la présence d’un trou noir d’environ 30 000 masses solaires, sur la base de calculs orbitaux.

« Cet amas d’étoiles fascinant n’a cessé de surprendre la communauté scientifique depuis sa découverte il y a une vingtaine d’années », écrivent les chercheurs. « Au début, on pensait qu’il s’agissait d’une étoile exceptionnellement lourde. Toutefois, grâce aux données à haute résolution, nous pouvons désormais confirmer sa composition en blocs avec un trou noir de masse intermédiaire au centre. »

De futures observations à l’aide du télescope spatial James-Webb et l’Extremely Large Telescope (actuellement en construction dans le désert chilien d’Atacama) devraient permettre d’approfondir significativement notre compréhension de la croissance des trous noirs.

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