Trou noir isolé découvert dans le cosmos

Pour la première fois, un trou noir solitaire dérivant à travers le cosmos a été confirmé. Après un grand enthousiasme, un examen plus approfondi a dévoilé la véritable nature de cet objet mystérieux.

La dernière analyse révèle que le trou noir a une masse d’environ 7,15 fois celle du Soleil, qu’il se trouve à environ 4 958 années-lumière et qu’il se déplace dans l’espace à une vitesse d’environ 51 kilomètres (32 miles) par seconde.

Ce qui rend ce trou noir vraiment unique, c’est qu’il s’agit du seul trou noir solitaire confirmé dérivant à travers l’Univers. Les chercheurs trouvent généralement des trous noirs de ce type avec des compagnons, souvent des étoiles dans notre galaxie. Ce sont les légers balancements de ces étoiles plus visibles qui révèlent la présence du trou noir.

À des distances plus grandes, les scientifiques ont détecté des paires de trous noirs par les ondes gravitationnelles qu’ils produisent lorsqu’ils orbitent l’un autour de l’autre et finissent par fusionner.

Sans compagnon, ce trou noir s’est révélé par un processus différent appelé microlentille gravitationnelle. Sa forte gravité a déformé la lumière d’une étoile lointaine, l’agrandissant et modifiant brièvement sa position apparente dans le ciel.

La masse estimée de la lentille, ainsi que l’absence de toute lumière émise, indique qu’il s’agit d’un trou noir. Cependant, le processus pour l’identifier n’a pas été aussi simple qu’il y paraît.

Détection initiale en 2011 : Les données des enquêtes OGLE et MOA révèlent un événement rare.

L’objet a été détecté pour la première fois en 2011 grâce aux données de deux enquêtes indépendantes spécifiquement à la recherche de ce type d’événement : l’Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) et les Microlensing Observations in Astrophysics (MOA).

Le télescope spatial Hubble a effectué huit observations de suivi sur six ans pour mesurer l’étendue de la distorsion dans la lumière des étoiles. Seize télescopes différents ont recueilli des données photométriques, et des observations de spectroscopie ont été réalisées au moment de l’amplification maximale.

Ensemble, ces données ont suggéré la présence d’un trou noir solitaire d’une masse d’environ 7,1 fois celle du Soleil, situé à environ 5 153 années-lumière.

Cependant, une seconde analyse en 2022, utilisant des données supplémentaires du Hubble, a abouti à une conclusion différente. Cette équipe a révisé l’estimation de la masse dans une fourchette comprise entre 1,6 et 4,4 masses solaires. Étant donné que cette masse est généralement trop faible pour un trou noir, ils ont suggéré qu’une étoile à neutrons pourrait être un candidat plus probable.

Néanmoins, une série d’études de suivi, y compris une de l’équipe des étoiles à neutrons, a fourni un soutien plus fort pour la théorie du trou noir.

Nouvelle analyse confirme l’identité : Données étendues de Hubble et OGLE.

Une nouvelle analyse, impliquant plusieurs scientifiques de l’étude originale, vérifie clairement cette identité. Elle intègre trois observations supplémentaires du télescope Hubble, prolongeant la période à 11 ans, ainsi que des données mises à jour de l’OGLE.

Dans un nouvel article, l’équipe écrit : « En intégrant les observations supplémentaires de Hubble et la photométrie mise à jour dans notre analyse révisée, nous obtenons des résultats plus précis qui sont toujours en accord avec nos mesures précédentes et réaffirment notre conclusion selon laquelle la lentille est un trou noir de masse stellaire. »

Un défi majeur dans l’observation de la lentille est que l’étoile voisine surpasse la lumière de l’étoile de fond. Pour surmonter cela, les scientifiques ont dû soustraire méticuleusement la lumière supplémentaire dans chaque observation et ajuster les changements causés par les conditions thermiques variables pendant chaque orbite de Hubble.

L’équipe a également cherché des signes d’un compagnon et a découvert qu’il n’y a aucun objet plus grand que 0,2 masse solaire à une distance d’au moins 2 000 fois la distance Terre-Soleil.

Bien que cela soit le premier trou noir solitaire confirmé, ce n’est certainement pas le seul. L’univers est probablement peuplé de ces hors-la-loi invisibles, bien qu’il soit incroyablement rare qu’un d’entre eux se révèle à nous.

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Lire l’article original :  Science Alert

Lire la suite : Hubble Captures Highly Energetic Galaxy NGC 547.