Un trou noir intermédiaire aurait été observé en train de déchirer une étoile

Les trous noirs intermédiaires sont des objets célestes difficiles à trouver. Un spécimen vient peut-être d’être détecté à l’aide de Hubble. La Nasa a annoncé que le télescope spatial a vraisemblablement détecté un trou noir intermédiaire en train de déchirer une étoile passée trop près, le 31 mars 2020. Une étude a été publiée le même jour dans The Astrophysical Journal Letters.

« Les nouvelles observations confirment que la source est l’un des meilleurs candidats en tant que trou noir de masse intermédiaire », écrivent les scientifiques. Ce nouveau trou noir représente plus de 50 000 fois la masse du Soleil. Cet objet céleste serait à l’origine d’une source de rayons X découverte récemment, baptisée « 3XMM J215022.4−055108 ».

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Qu’est-ce qu’un trou noir ?

La localisation du trou noir dans les images du télescope Hubble.

Source : NASA, ESA, and D. Lin (University of New Hampshire) (annotation Numerama)

Insaisissables trous noirs intermédiaires

Les preuves de l’existence des trous noirs supermassifs (d’au moins un million de masses solaires) et des trous noirs stellaires (entre 10 et 24 fois la masse du Soleil) sont jugées convaincantes. Cependant, l’existence des trous noirs intermédiaires (dont la masse serait située entre celle des trous noirs supermassifs et stellaires) reste « insaisissable », rappellent les auteurs. Plusieurs candidats ont fait l’objet de recherches. « Il n’existe aucune méthode faisable et bien acceptée pour peser ces trous noirs », soulignent les scientifiques.

La source étudiée ici a d’abord été étudiée en 2006, à l’aide du télescope spatial Chandra de la Nasa (qui observe le rayonnement X) ainsi que par l’observatoire spatial XMM-Newton de l’ESA (qui observe les rayons X mous). Ces observatoires avaient alors permis de repérer un puissant signal de rayons X, attribué à une étoile qui serait passée trop près d’un objet compact. Étrangement, la source 3XMM J215022.4−055108 ne se situait pas au cœur d’une galaxie (comme de nombreux trous noirs supermassifs). Pouvait-il s’agir d’un trou noir intermédiaire ?

C’est sûr : ce n’est pas une étoile à neutrons

Pour aller dans le sens de cette hypothèse, les scientifiques devaient en écarter une autre possible : celle que cette source soit en fait une étoile à neutrons (une étoile petite et dense, dernier stade d’évolution d’une étoile un peu plus massive que le Soleil) située dans notre propre galaxie, en train de refroidir. C’est là que le télescope spatial Hubble a été utilisé : ses images ont montré que la source venait bien d’un amas d’étoiles éloigné. 3XMM J215022.4−055108 pourrait être le reliquat du noyau d’une ancienne galaxie naine, qui aurait subi des perturbations à cause d’une plus grande galaxie.

Grâce aux rayons X produits par le déchirement de l’étoile qui se serait approchée un peu trop près du trou noir, les scientifiques sont parvenu à estimer la masse de l’objet. Les scientifiques espèrent trouver d’autres trous noirs intermédiaires grâce à ce processus. Cela permettrait peut-être enfin de comprendre comment se forment ces objets, ainsi que les trous noirs supermassifs — des géants dont on imagine qu’ils pourraient se former à partir des trous noirs intermédiaires.