On a peut-être trouvé le premier trou noir vagabond dans la Voie lactée

Un trou noir isolé a peut-être enfin été repéré dans notre galaxie. Deux équipes de scientifiques se sont reposées sur les données du télescope spatial Hubble (les prépublications de leurs travaux sont accessibles en ligne, ici et là) : bien que leurs résultats soient différents, les deux équipes suggèrent la présence d’un objet compact, résume un communiqué de la Nasa le 10 juin 2022.

« Nous rapportons la première détection sans ambiguïté et la première mesure de la masse d’un trou noir de masse stellaire isolé », lit-on dans l’une des deux études. Les scientifiques savent déjà que 100 millions de trous noirs doivent vagabonder dans la Voie lactée, sans attaches, mais identifier l’un de ces spécimens isolés n’avait encore jamais été possible. Désormais, on en sait plus sur ce très bon candidat. Le potentiel trou noir étudié ici se trouve à environ 5 000 années-lumière de la Terre. Il se déplacerait à la vitesse de 160 000 km/h (on pourrait voyager de la Terre à la Lune en moins de 3 heures à cette vitesse).

Par définition, les trous noirs sont optiquement invisibles : les télescopes ne peuvent donc pas les « voir », puisqu’ils n’émettent pas de lumière. On peut repérer les trous noirs grâce à leurs interactions avec d’autres objets : c’est souvent le cas pour les trous noirs de masse stellaire accompagnés d’étoiles. C’est aussi ce qui ferait du spécimen isolé repéré un cas plus inhabituel.

La lumière de l’étoile a été amplifiée pendant 270 jours par le trou noir

En revanche, la présence des trous noirs a pour effet de dévier ou d’amplifier la lumière émise par d’autres corps célestes, comme des étoiles, lorsque ceux-ci sont momentanément alignés avec le trou noir. C’est le phénomène de la lentille gravitationnelle (et ici plus exactement, de microlentille gravitationnelle). Les télescopes peuvent surveiller la luminosité des étoiles et repérer lorsque leur luminosité change, si un objet massif s’interpose entre une étoile et nous. Dans le cas où cet objet massif est un trou noir, les scientifiques vont pouvoir le savoir, car cet événement a des caractéristiques bien particulières. On sait ainsi que, sous l’effet de la gravité du trou noir, l’événement de microlentille gravitationnelle est allongé de plus de 200 jours.

C’est grâce à cette technique que les scientifiques ont pu obtenir des informations comme la masse et la distance du probable trou noir vagabond. Le passage de l’objet compact devant une étoile située en fond a été détecté. La lumière de l’étoile a été amplifiée pendant 270 jours. 6 années d’observations avec Hubble ont permis de suivre cette déviation précisément.

Il serait entre 1,6 et 4,4 fois aussi massif que le Soleil, selon l’une des équipes de scientifiques. L’autre équipe estime plutôt que le trou noir fait 7 masses solaires. Cette différence de résultat n’est pas anodine. Si l’objet se situe dans la partie basse de l’estimation de 1,6 à 4,4 masses solaires, on ne peut pas exclure qu’il soit plutôt une étoile à neutrons, au lieu d’un trou noir. Il faudrait donc éliminer ce scénario avant d’affirmer qu’il s’agit bien d’un trou noir.