Malgré les conditions difficiles qui règnent autour des trous noirs situés au centre de la Voie lactée, de nouvelles recherches montrent que même dans un environnement aussi agressif, de nouvelles étoiles et planètes peuvent se former. Cette possibilité est confirmée par les corps célestes détectés, situés à quelques années-lumière des trous noirs.
Découvertes il y a plus de 10 ans, des étoiles brillantes et supermassives, pesant plus de 4 millions de fois la masse du Soleil, ont provoqué une violente controverse au sein de la communauté astronomique. Sont-ils absorbés par les trous noirs après leur formation? Comment parviennent-ils à rester sur leurs orbites?
La plupart des astronomes rejettent l’idée de former des étoiles près des trous noirs, car ceux-ci causent des dommages importants à l’espace environnant, le déformant et absorbant tous les objets proches. Cependant, de nouvelles études sur les petites étoiles au centre de la galaxie suggèrent le contraire. À savoir, un nombre considérable d'étoiles «adultes» ont été formées non loin des trous noirs.
"Une nouvelle preuve de la formation d'étoiles en cours près des trous noirs est le clou du" cercueil "de la théorie selon laquelle les étoiles sont formées uniquement de manière statique à un endroit", a déclaré le chercheur principal Farhad Yusuf-Zade, de l'Université Northwestern. "Les observations, si elles sont confirmées, indiqueront une faible probabilité que les étoiles puissent migrer d'autres endroits de la galaxie", ont déclaré les chercheurs. Les étoiles naissent dans des nuages de poussière et de gaz. La turbulence à l'intérieur de ces nuages crée des amas et des nœuds qui commencent à s'effondrer sous leur propre poids. Les grappes sont chauffées et compactées, se transformant en protostars. Ce dernier a reçu ce nom en raison du fait que la synthèse thermonucléaire de l'hydrogène en hélium n'avait pas encore commencé.
Les protostars sont souvent très difficiles à discerner. Cet objet ne génère toujours pas assez de lumière visible, en raison de ce qui se passe à l'intérieur de la fusion nucléaire. Ces derniers, à leur tour, peuvent toujours être cachés par un disque de gaz et des accumulations de poussière autour de celui-ci.
C'est pour cette raison que Farhad Yusuf-Zade et ses collègues, qui ont utilisé le radiotélescope Very Large Array au Nouveau-Mexique pour scanner le ciel, n'ont rien trouvé près des trous noirs. Les scientifiques ont fixé uniquement des disques de gaz et de poussière autour des trous et pas un seul protostar.
«Vous pouvez vous-même voir ces superbes structures ressemblant à des comètes», a déclaré Yusuf-Zadeh dans une interview avec Space.com. Une luminescence intense peut être observée à partir d'étoiles et de groupes précédemment découverts, ainsi que de ceux qui ont été découverts pour la première fois, tels que, par exemple, les groupes d'étoiles de la nébuleuse d'Orion.
«Il reste bien sûr une grande question, à savoir comment se forment les étoiles à proximité immédiate du trou noir et comment éviter l'impact négatif de ces géants dans le voisinage», a noté Yusuf-Zadeh. «De nombreux scientifiques soutiennent que la formation d'une étoile près d'un trou noir est exclue. Cependant, la nature réfute ces affirmations. "
Les astronomes ont compris comment résoudre ce mystère. Au cours de la dernière décennie, ils ont développé deux scénarios, tous deux testés sur un trou noir à proximité, pour simuler le processus de formation d'étoiles. Dans le premier cas, des accumulations de gaz et de poussières peuvent s’écrouler sous le puissant champ gravitationnel d’un trou noir et se former dans le disque qui l’entoure. C'est dans ce disque que se formeront les jeunes étoiles et que les mêmes disques autour des étoiles constitueront la base de l'apparence des planètes. Ce scénario avait été proposé pour la première fois en 2005 par Sergei Nyashkin, astronome de l’Université de Leicester au Royaume-Uni, et était une explication de la formation d’étoiles de faible masse.
Le deuxième scénario consiste à étirer le nuage de gaz en un long ruban étroit, qui est affecté par deux forces gravitationnelles opposées d'un trou noir, ce qui maintient ce ruban près de vous. Dans cette bande et la formation se produit et l'existence forcée des étoiles et des planètes.
Les deux scénarios sont conçus pour expliquer la formation d'étoiles près d'un trou noir appelé Sagittarius A.
Cependant, certains scientifiques ne se précipitent pas pour tirer des conclusions.
«Le centre de notre galaxie est un lieu extrême et unique, radicalement différent de notre système solaire», a déclaré Jessica Lou, astronome à l’University of Hawaii Astronomy. "Par conséquent, il est important que les astronomes ne se précipitent pas vers leurs conclusions."
"Des groupes de gaz similaires, avec une forme similaire pour les protostars, ont été observés dans le groupe adjacent à la nébuleuse d'Orion, il existe d'autres endroits avec des petits caillots de gaz similaires ne bordant pas les trous noirs", a averti Lu en réponse à une question de Space.com.
Auparavant, on croyait que même les petites étoiles se formaient en quelques années-lumière. La surprise est le fait que des étoiles peuvent se former dans des conditions extrêmement défavorables pendant de nombreuses années-lumière au voisinage des trous noirs. En règle générale, un disque autour d'une protostarre se décompose en caillots de gaz et de poussière, qui sont ensuite compactés dans les futures planètes. Mais dans les conditions extrêmes du voisinage avec un trou noir, les effets des vents stellaires, la partie «lion» de la masse de ces disques est perdue. Yusuf-Zadeh et ses collègues estiment que, malgré un environnement défavorable, il reste suffisamment de matériel autour du protostar pour former des planètes.
L’équipe de scientifiques envisage d’utiliser le radiotélescope à grille millimétrique / millimétrique d’Atakam dans le nord du Chili dans le cadre d’une nouvelle étude sur la formation de planètes et d’étoiles. La haute sensibilité de ces télescopes aidera à couvrir un plus grand espace avec des protostars et des amas de gaz potentiels.
"Nous commençons seulement à vraiment explorer cette région", a déclaré Yusuf-Zadeh, ajoutant que la recherche de questions sur la formation d'étoiles à proximité des trous noirs se poursuivrait.
Les résultats et les commentaires sur les études sur la formation d'étoiles à proximité de trous noirs seront publiés dans le prochain numéro de The Astrophysical Journal Letters. Ils sont également disponibles en ligne.
