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Bonne nouvelle : encore très peu observé dans l’Univers et intriguant les scientifiques depuis des années, un mystérieux trou noir de masse intermédiaire (IMBH) vient tout juste d’être identifié à nouveau. Explications.
Un IMBH affamé
Jusqu’ici, les trous noirs découverts par les astronomes appartenaient majoritairement à deux grandes catégories : les trous noirs stellaires, parfois plus massifs que notre Soleil, et les géants supermassifs, pouvant atteindre des milliards de fois sa masse. Mais entre ces deux extrêmes, il existe aussi une classe bien plus rare et mystérieuse. Il s’agit des IMBH, dont la taille varie entre une centaine et plusieurs centaines de milliers de masses solaires.
Le nouveau trou noir de masse intermédiaire découvert s’appelle NGC 6099 HLX-1. Il a attiré l’attention des scientifiques en 2009, lorsqu’il s’est soudainement mis à émettre une quantité spectaculaire de rayons X. Les télescopes spatiaux Chandra (NASA) et XMM-Newton (ESA) ont alors suivi son activité, qui a culminé en 2012 et a progressivement décliné jusqu’en 2023.
Situé à 450 millions d’années-lumière, dans la constellation d’Hercule, ce trou noir se trouve à 40 000 années-lumière du centre de sa galaxie hôte, NGC 6099, une position inhabituelle, loin des noyaux galactiques où siègent habituellement les trous noirs supermassifs. Ce décalage spatial, combiné à des données thermiques atteignant 3 millions de kelvins, suggère qu’on est peut-être en présence d’un IMBH en train de dévorer une étoile. Ce phénomène est connu sous le nom de perturbation par effet de marée.
« Un chaînon manquant crucial »
Pour Yi-Chi Chang, chercheur à l’université nationale Tsing Hua (Taïwan) et auteur principal de l’étude publiée dans The Astrophysical Journal, ces « sources de rayons X d’une luminosité aussi extrême sont rares en dehors des noyaux de galaxies et peuvent servir de sonde clé pour identifier les insaisissables IMBH. Elles représentent un chaînon manquant crucial dans l’évolution des trous noirs, entre la masse stellaire et les trous noirs supermassifs. »
Le télescope Hubble a également révélé que HLX-1 est entouré d’un amas d’étoiles, offrant un festin céleste à ce trou noir affamé. La variabilité de sa luminosité pourrait être due à un disque de plasma instable formé par l’étoile déchirée, ou à l’absorption progressive de gaz par le trou noir.
Reste à savoir si HLX-1 brillera à nouveau. « Si l’IMBH dévore une étoile, combien de temps lui faut-il pour engloutir le gaz ? En 2009, HLX-1 était assez brillante. Puis, en 2012, elle était environ 100 fois plus brillante. Puis, elle a de nouveau diminué de luminosité. Il faut maintenant attendre de voir si elle s’embrase plusieurs fois, ou s’il y a eu un début, un pic, et maintenant elle va simplement diminuer jusqu’à disparaître », explique à son tour Roberto Soria, co-auteur de l’étude et membre de l’Institut national italien d’astrophysique (INAF).
Par ailleurs, ce que les astronomes croyaient être un trou noir s’effondre : un nouvel objet cosmique remet le modèle en question.