(Rayons X : NASA/CXC/Dartmouth Coll./J. Parker & R. Hickox ; Optique/IR : Pan-STARRS) Parce qu'ils n'émettent rien que nous puissions détecter, il y a beaucoup de choses à propos de trous noirs nous ne savons tout simplement pas.
Parmi les plus déroutants figurent supermassif trous noirs, des millions à des milliards de fois la masse de notre Soleil. Puisque des trous noirs se forment à partir des noyaux d'étoiles massives mortes, comment les mastodontes supermassifs deviennent-ils si énormes ? Une nouvelle découverte pourrait nous aider à trouver des réponses très recherchées.
Dans une minuscule galaxie naine à 110 millions d'années-lumière, des astronomes viennent de découvrir l'un des plus petits trous noirs supermassifs jamais vus. Le 'monstre' au cœur de la galaxie Mrk 462 ne fait que 200 000 fois la masse du Soleil.
Les résultats ont été présentés lors de la 239e réunion virtuelle de l'American Astronomical Society.
'Cette trou noir dans Mrk 462 est l'un des plus petits des trous noirs supermassifs, ou monstres,' dit l'astronome Jack Parker du Collège Dartmouth. 'Les trous noirs comme celui-ci sont notoirement difficiles à trouver.'
Sa découverte suggère que les trous noirs supermassifs – certains d'entre eux, au moins – se développent à partir de graines de masse stellaire inférieure à 100 fois la masse du Soleil, plutôt que de se former déjà gros et de plus en plus gros.
L'une des épines qui s'est fermement ancrée dans le flanc du modèle de masse stellaire est la découverte dede nombreux trous noirs supermassifsdans leUnivers primitif. Il est difficile de concilier la croissance d'une minuscule graine d'un noyau stellaire avec un trou noir supermassif gargantuesque dans le court laps de temps au cours duquel ces objets sont apparus après la Big Bang .
Une autre possibilité est que, dans l'Univers primitif, d'énormes nuages denses de gaz et de poussière se soient directement effondrés dans des trous noirs plus grands des dizaines de milliers de fois la masse du Soleil, créant un point de départ plus large à partir duquel des trous noirs supermassifs peuvent se développer.
Et cela nous donne une méthode pour démêler les probabilités de chaque scénario, car le modèle d'effondrement direct est un processus rare. Cela signifie que nous pourrions nous attendre à ce que relativement peu de galaxies naines contiennent des trous noirs supermassifs, par rapport au modèle de graine stellaire.
Il y a un hic, cependant. Il est vraiment difficile de voir les trous noirs centraux dans les galaxies naines. Dans les grandes galaxies, les astronomes peuvent utiliser l'orbite des étoiles au centre pour déduire le trou noir central, mais les galaxies naines sont trop petites et sombres pour cela.
L'autre méthode consiste à rechercher des rayonnements extrêmement brillants et à haute énergie, tels que les rayons X. Cela suggère un trou noir qui accumule activement de la matière, la chauffant à des températures si insensées qu'elle projette une lumière à haute énergie.
Les chercheurs ont fait exactement cela, en utilisant l'observatoire à rayons X Chandra pour étudier huit galaxies naines qui, selon les données optiques, pourraient abriter un trou noir supermassif actif. Seul Mrk 462 a montré la signature aux rayons X d'un trou noir supermassif nourrissant, avec une masse d'environ 200 000 fois celle du Soleil.
Mais il y avait aussi quelque chose de particulier. Le rapport entre les rayons X à haute énergie et les rayons X à basse énergie suggérait que le trou noir était fortement obscurci, ou 'enterré', par un épais nuage de poussière.
Cela pourrait faire pencher la balance vers le scénario de départ stellaire.
'Parce que les trous noirs enterrés sont encore plus difficiles à détecter que ceux qui sont exposés, trouver cet exemple pourrait signifier qu'il y a beaucoup plus de galaxies naines avec des trous noirs similaires', a-t-il ajouté. a déclaré l'astronome Ryan Hickox du Collège Dartmouth.
Des études récentes suggèrent que cela pourrait être le cas. Au cours des dernières années, les astronomes ont trouvé des trous noirs insaisissables de poids moyen dansgalaxies nainesetles restesdegalaxies naines. Ceux-ci pourraient également soutenir l'idée que les trous noirs supermassifs pourraient se développer assez rapidement à partir de graines de masse stellaire.
Au fur et à mesure que notre technologie et nos techniques s'améliorent, nous pouvons peut-être nous attendre à trouver plus de bébés trous noirs qui avaient auparavant échappé à la détection.
'Nous ne pouvons pas tirer de conclusions solides à partir d'un seul exemple, mais ce résultat devrait encourager des recherches beaucoup plus approfondies sur les trous noirs enfouis dans les galaxies naines', Parker a dit . 'Nous sommes ravis de ce que nous pourrions apprendre.'
La recherche a été présentée virtuellement lors de la 239e réunion de l'American Astronomical Society.