Les astronomes peuvent enfin expliquer les caractéristiques étranges du trou noir de la Voie lactée

Le trou noir supermassif situé au centre de la Voie lactée, Sagittarius A*, intrigue depuis longtemps les scientifiques par sa rotation étonnamment rapide et son orientation singulièrement désalignée par rapport à notre galaxie. Cependant, une récente découverte issue des observations du télescope Event Horizon pourrait enfin offrir une explication à ce phénomène énigmatique. En effet, les chercheurs soupçonnent que ce trou noir aurait fusionné avec un autre trou noir géant dans un passé lointain, ce qui expliquerait ses caractéristiques inhabituelles. 

Les premières preuves d’une fusion cataclysmique

Sagittarius A*, situé à environ 26 000 années-lumière du centre de la Voie lactée, est un véritable colosse. Ce trou noir supermassif, avec une masse environ 4 millions de fois supérieure à celle de notre Soleil, s’étend sur près de 23,5 millions de kilomètres de diamètre. Malgré sa taille monumentale, les mystères entourant son origine et son évolution restent entiers. Notamment, les scientifiques n’ont jamais vraiment compris pourquoi il tourne à une vitesse si élevée et sous un angle décalé par rapport au plan galactique.

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Les observations du télescope Event Horizon, qui avait révélé la première image du trou noir en 2022, ont joué un rôle crucial dans la compréhension de ce phénomène. Des chercheurs ont publié dans la revue Nature Astronomy les résultats de leurs recherches qui suggèrent que Sagittarius A* a probablement fusionné avec un autre trou noir géant. Selon ces scientifiques, les effets de cette collision seraient encore visibles aujourd’hui dans la rotation inhabituelle et désalignée du trou noir par rapport au reste de la Voie lactée. 

Yihan Wang, astrophysicien à l’université du Nevada à Las Vegas (UNLV) et principal auteur de l’étude, a déclaré que cette découverte pourrait ouvrir de nouvelles perspectives sur la croissance et l’évolution des trous noirs supermassifs. « Le désalignement du spin de Sagittarius A* pourrait résulter d’une fusion avec un autre trou noir, un événement qui aurait profondément modifié l’amplitude et l’orientation de sa rotation », explique-t-il.

Sagittarius A*, un moteur galactique

Bien que Sagittarius A* ne représente qu’une infime fraction de la masse totale de la Voie lactée, son influence est immense. Ce trou noir aspire périodiquement de la matière et la propulse ensuite à une vitesse proche de celle de la lumière. Ce phénomène engendre un processus de rétroaction qui influence directement la dynamique et la structure de notre galaxie. 

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De plus, les scientifiques pensent que ce trou noir, comme d’autres avant lui, est né de l’effondrement d’une étoile géante ou d’un nuage de gaz dense, avant de grossir en absorbant tout ce qui s’approchait trop près. Cependant, à un certain stade de leur évolution, les trous noirs supermassifs peuvent également fusionner avec d’autres trous noirs géants, augmentant encore leur taille et leur puissance. 

Cette hypothèse de fusion est renforcée par des indices visibles dans la structure même de la Voie lactée. En effet, les irrégularités présentes dans son disque galactique indiquent qu’elle est entrée en collision avec plusieurs autres galaxies au cours des 12 derniers milliards d’années. Pourtant, la question de savoir si ces fusions sont essentielles à la formation des trous noirs supermassifs reste ouverte.

Un modèle pour expliquer l’énigme de la rotation

Pour mieux comprendre les origines de Sagittarius A*, les scientifiques ont utilisé les données du télescope Event Horizon afin de modéliser le comportement du trou noir au fil du temps. À travers diverses simulations, ils ont pu constater que la rotation désalignée de Sagittarius A* pouvait être la conséquence directe d’une fusion massive avec un autre trou noir supermassif provenant d’une autre galaxie.

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Bing Zhang, professeur de physique et d’astronomie à l’UNLV et coauteur de l’étude, précise que cette fusion aurait probablement eu lieu il y a environ 9 milliards d’années, lors de la collision entre la Voie lactée et la galaxie Gaïa-Encelade. Selon Zhang, cette découverte renforce l’idée que les trous noirs peuvent croître de manière exponentielle en fusionnant avec leurs semblables. De plus, elle fournit des indices précieux sur l’histoire dynamique de notre propre galaxie, la Voie lactée.

Pour aller plus loin, les scientifiques misent sur la prochaine génération de télescopes spatiaux capables de détecter les ondes gravitationnelles. Ces télescopes, tels que le projet LISA (Laser Interferometer Space Antenna) de la NASA et de l’ESA, prévu pour 2035, sont conçus pour capter les perturbations de l’espace-temps causées par la collision de trous noirs géants. Par ailleurs, des astronomes font une étrange découverte aux confins du Système solaire.