Les astronomes ont-ils trouvé une nouvelle classe de minuscule trou noir?
Jackson Ryan / Camaraderielimited
Les trous noirs sont les champions cosmiques de la cache-cache. Einstein avait prédit leur existence en 1916, mais il a fallu attendre plus de 100 ans pour qu'un télescope aussi large que le monde puisse capturer la première image d'un trou noir. Ce sont des bêtes insaisissables, qui évitent d'être repérées parce qu'elles avalent la lumière. Même dans ce cas, les astronomes peuvent observer les signes révélateurs de trous noirs dans l'univers en étudiant différentes formes de rayonnement, telles que les rayons X. Jusqu'à présent, cela a fonctionné – et un grand nombre de trous noirs ont été découverts en recherchant ces signes.
Cependant, une méthode de détection entièrement nouvelle, mise au point par des chercheurs de l'Ohio State University, suggère qu'il existe peut-être toute une population de trous noirs que nous avons manqués.
Les résultats, publiés dans la revue Science le 1 er novembre, détaillent la découverte d'un trou noir en orbite autour de l'étoile géante 2MASS J05215658 + 4359220 (J05215658, en abrégé) utilisant des données de télescopes terrestres et des observations de satellites Gaia. L'équipe montre que J05215658 est orbité par un énorme compagnon invisible – et ils soupçonnent qu'il pourrait s'agir d'une toute nouvelle catégorie de trous noirs.
"Nous montrons à cet indice qu'il existe une autre population sur laquelle nous n'avons pas encore vraiment exploré la recherche de trous noirs", a déclaré Todd Thompson, astronome à la Ohio State University et auteur principal de l'étude, dans un communiqué.
Généralement, un système binaire comme celui-ci – où un trou noir orbite une étoile – est facile à détecter, car l’énorme gravité de ce trou noir tire le matériau de l’étoile et éclaire le trou noir de radiations. Les astronomes peuvent détecter cela depuis la Terre. Mais si le trou noir est trop petit, il se peut qu'il n'interagisse pas de la sorte avec l'étoile et reste invisible. C'est le cas avec J05215658.
L'équipe suggère que le nouveau trou noir est probablement 3,3 fois plus massif que le soleil, ce qui en ferait le trou noir le plus bas jamais découvert à ce jour. Toutefois, il est possible que le trou noir atteigne six fois la taille du soleil, car les calculs tiennent compte de la marge de manœuvre. Cela l’alignerait sur les précédentes découvertes de trous noirs.
Une autre possibilité est que l'objet mystérieux pourrait être une très grande étoile à neutrons. Lorsque les étoiles meurent, deux options s'offrent à elles pour la vie après la mort cosmique en fonction de leur masse: les grandes étoiles s'effondrent dans un trou noir et les petites étoiles deviennent des étoiles à neutrons mortes. Les étoiles à neutrons sont petites et incroyablement denses et on pense qu'elles atteignent environ 2,5 fois la masse du soleil avant de s'effondrer elles-mêmes dans un trou noir.
Pour résoudre ce mystère, les astronomes devront découvrir des objets de taille similaire cachés dans le cosmos et identifier ce qu’ils sont exactement. À mesure que les astronomes s'améliorent en matière de cache-cache cosmique, en découvrant plus de trous noirs de tailles différentes, les mystères de la formation et de l'évolution des trous noirs commenceront à être éclaircis.
