Pourquoi ce trou noir «nu» dans un régime?

Pourquoi ce trou noir «nu» dans un régime?

Les astronomes ont découvert une différence assez étrange au centre d’une galaxie lointaine: elle contient deux trous noirs supermassifs, mais l’un de ces trous noirs est «nu» et n’est entouré que de quelques étoiles. En revanche, la soeur de ce trou noir vient d'un groupe d'étoiles.

Cette découverte, selon les observations du télescope spatial Hubble et de l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA, a incité les astronomes à se demander: pourquoi certains trous noirs sont entourés d'un groupe d'étoiles, alors que d'autres en sont privés? En outre, comment ce contraste affecte-t-il l'évolution d'un trou noir et comment affecte-t-il l'évolution de galaxies entières?

Comme le rapporte Discovery News, plus tôt cette semaine, la première différence entre SDSS J1126 + 2944 et les autres différences réside dans le fait que cette galaxie est le résultat d'une fusion. Les fusions se produisent lorsque deux galaxies (ou plus) se rencontrent et tombent dans le piège de leur gravité mutuelle. Certaines étoiles sont dispersées dans un choc dramatique, mais pour la plupart, les étoiles se mélangent puis s’installent (gagnent leur place). (On pense que les galaxies massives comme la Voie Lactée sont en fait des restes désassemblés de nombreuses petites galaxies).

Après tout, les trous noirs supermassifs, dont on pense qu'ils se cachent dans les noyaux de la plupart des galaxies de l'univers, peuvent se fusionner pour créer des trous noirs supersupermassifs. C'est la partie inévitable de la croissance d'un trou noir dans l'évolution des galaxies.

Mais dans le cas du SDSS K1126 + 2944, les deux trous noirs sont encore éloignés l'un de l'autre et ont été présentés dans une nouvelle étude cette semaine à l'American Astronomical Society (AAS) lors de la réunion de Kissimmee en Floride et publiée dans Astrophysical Journal. Les chercheurs ont déployé toutes leurs forces pour comprendre pourquoi l'un des trous noirs abrite une population d'étoiles - une caractéristique qui affectera sans aucun doute son stock de matières en chute. "Un trou noir est affamé, et a 500 fois moins d'étoiles associées qu'un autre trou noir", a déclaré la chercheuse principale Julie Comerford, Colorado, Boulder University. "La question est pourquoi il y a un tel écart."

Comerford estime qu'il existe deux possibilités. Tout d'abord, lors de la confluence de deux galaxies, des forces de marée et de gravitation se sont détachées du voisinage du trou noir et ont dispersé les étoiles environnantes. Mais il existe une autre explication assez curieuse qui peut combler le manque de connaissances sur la manière dont les trous noirs se développent.

En astrophysique, nous savons que la plupart des trous noirs ont de 5 à 100 masses solaires, qui restent après la supernova d’une étoile massive. Nous connaissons bien les trous «supermassifs» dans les noyaux galactiques d’une masse allant de quelques centaines de milliers à des millions (voire des milliards) de masses solaires. Vous avez peut-être remarqué qu'il existe un énorme écart de masse entre ces deux types de trous noirs. Si les trous noirs partent de petites tailles et deviennent plus massifs avec le temps, quels types de trous noirs forment un pont entre la masse stellaire des trous noirs et les monstres supermassifs?

Les astronomes recherchaient des «masses intermédiaires» de trous noirs (IMBH) pour combler cette lacune et connaissant la prévalence de la masse stellaire et des trous noirs supermassifs, il doit y avoir beaucoup de IMBH. Généralement, les trous noirs moyens sur leur chemin deviennent supermassifs. Mais il n'y a qu'une poignée de candidats et c'est juste bizarre. Si nos théories sur l'évolution d'un trou noir sont correctes, nous ne devrions pas avoir de difficulté à suivre les trous noirs intermédiaires dont la masse varie entre 100 et un million de masses solaires. Leurs valeurs aberrantes sont-elles difficiles à comprendre pour nous? Ou le manque de données d'observation est la clé de leur rareté? Les masses intermédiaires de trous noirs sont trop massives pour se former lors de l'explosion d'étoiles massives. Il est donc probable qu'elles soient des objets qui se forment lentement à la suite de fusions de trous noirs et de processus d'accrétion de masse sur des milliards d'années. Certaines observations de la faible luminosité des noyaux galactiques actifs et des sources de rayons X ultra-lumineuses détectées dans les galaxies voisines sont également des indices importants de cette question. De plus, on pense que les galaxies naines contiennent des trous noirs de masse intermédiaire dans leurs noyaux. Les galaxies naines ont une densité inférieure à celle des étoiles dans les galaxies plus massives.

Se pourrait-il qu'un trou noir «nu» dans SDSS J1126 + 2944 soit en réalité la masse intermédiaire d'un trou noir qui provient d'une galaxie naine démontée?

"La théorie prédit l'existence de trous noirs intermédiaires, mais ils sont difficiles à déterminer car nous ne savons pas exactement où regarder", a déclaré le co-auteur, Scott Barous, également de l'Université du Colorado, Boulder. "Cette galaxie inhabituelle peut fournir une rare opportunité de regarder l'une de ces masses intermédiaires de trous noirs."

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