Un trou noir, 600 000 fois plus massif que le Soleil, pourrait percuter la Voie lactée

Une menace cosmique insoupçonnée se rapproche de la Voie lactée. Des chercheurs ont identifié des indices indiquant la présence d’un trou noir supermassif caché au sein du Grand Nuage de Magellan, une galaxie naine en orbite autour de la nôtre. Cet objet invisible, dont la masse est estimée à environ 600 000 fois celle du Soleil, pourrait un jour percuter notre propre galaxie.

Un voyage inévitable vers une fusion galactique

Le Grand Nuage de Magellan est engagé dans une danse gravitationnelle complexe avec la Voie lactée. Son orbite, en se rétrécissant progressivement, finira par conduire à une collision inévitable. Ce phénomène entraîne avec lui le trou noir détecté, qui devrait, à terme, se fondre dans le centre de notre galaxie.

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Ce trou noir appartient à une catégorie de masse rarement observée, inférieure à un million de masses solaires. S’il est confirmé, il pourrait offrir un nouvel élément pour mieux comprendre la croissance des trous noirs, de simples objets stellaires à des monstres gigantesques contenant plusieurs milliards de masses solaires.

Cette découverte a été menée par Jiwon Jesse Han, astrophysicien au Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Les résultats sont disponibles en prépublication sur la plateforme arXiv.

Une détection grâce aux étoiles hypervéloces

L’identification d’un tel trou noir repose sur une méthode indirecte. Contrairement aux trous noirs actifs, qui se manifestent par l’émission de rayonnements intenses lorsqu’ils absorbent de la matière, ceux qui sont inactifs demeurent invisibles. Pour les détecter, les scientifiques utilisent une méthode qui consiste à analyser la trajectoire des étoiles, en particulier celles dont le mouvement semble inexplicable.

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Par exemple, en étudiant les orbites des étoiles situées au cœur de la Voie lactée, les astronomes ont confirmé l’existence et la masse de Sagittarius A* (Sgr A*), le trou noir supermassif situé au centre de notre galaxie. Cependant, dans cette nouvelle étude, Han et son équipe ne se sont pas concentrés sur des orbites inhabituelles. Ils ont examiné des étoiles dites hypervéloces. 

Ce sont des étoiles qui se déplacent à des vitesses exceptionnellement élevées, bien au-delà de la moyenne dans leur galaxie – parfois si vite qu’elles peuvent quitter leur galaxie d’origine pour s’aventurer dans l’espace intergalactique. Ces étoiles, qui se déplacent bien plus rapidement que la moyenne, peuvent être propulsées par un trou noir via un phénomène appelé mécanisme de Hills. Ce processus se produit lorsqu’un système binaire stellaire interagit avec un trou noir, entraînant l’éjection violente d’une des étoiles à grande vitesse.

L’impact des données du télescope Gaia

Les astronomes ont exploité les données du télescope spatial Gaia, qui a cartographié la Voie lactée en détail, pour retracer l’origine de 21 étoiles hypervéloces. Ces étoiles, du type B – massives, chaudes et à courte durée de vie –, ont forcément été éjectées récemment, car elles n’auraient pas survécu à un long voyage dans l’espace. En retraçant leurs trajectoires, les chercheurs ont identifié l’origine probable de ces étoiles. 

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Sur les 21 étudiées, 16 ont pu être reliées à leur point d’origine. Sept d’entre elles proviennent de Sagittarius A*, au centre de la Voie lactée, tandis que les neuf autres semblent avoir été éjectées du Grand Nuage de Magellan. Ces dernières seraient donc liées à un objet massif caché, pesant environ 600 000 masses solaires et suspecté d’être un trou noir.

Actuellement, le Grand Nuage de Magellan se trouve à environ 160 000 années-lumière de nous. Son mouvement de rapprochement devrait aboutir à une fusion avec la Voie lactée d’ici environ 2 milliards d’années. Lorsque cela se produira, le trou noir supermassif qu’il renferme migrera lentement vers le centre galactique, où il finira par fusionner avec Sagittarius A*, le trou noir central de notre galaxie. Les scientifiques pensent que ce type de fusion est l’un des mécanismes permettant aux trous noirs de croître considérablement en taille. Les futures observations permettront sans doute de confirmer la présence et les caractéristiques exactes de ce trou noir. Par ailleurs, la collision entre notre galaxie et Andromède pourrait avoir déjà commencé.