Il y a trois ans, une équipe de l'Université de l'Utah a découvert un trou noir supermassif dans une galaxie naine, puis un autre incroyablement petit. Ces découvertes ont clairement montré que les nains peuvent être des restes de galaxies plus grandes, qui ont éjecté les couches externes après être entrées en collision avec des galaxies plus grandes.
Maintenant, le même groupe est tombé sur deux autres galaxies ultra-compactes cachant des trous noirs supermassifs. Ces exemples doublent potentiellement le nombre de trous supermassifs pouvant exister dans l'univers. Les trous noirs constituent l'essentiel de leur masse, ce qui confirme la théorie: les nains sont des vestiges de galaxies massives, déchirées par de plus grandes galaxies.
«Nous ne comprenons toujours pas tout le processus de formation et d'évolution galactiques», explique l'auteur de l'étude, Chris An. "Peut-être qu'une partie des centres sont des galaxies compactes séparées des parties extérieures."
Mesure des galaxies
Les scientifiques ont mesuré deux objets trouvés, VUCD3 et M59cO, situés derrière les bras spiraux de la Voie lactée dans le groupe de galaxies de la Vierge. Des trous noirs supermassifs ont été trouvés dans les deux. Dans le premier objet, sa masse est égale à 4,4 millions de soleil (13% de la masse de la galaxie) et dans le second, à 5,8 millions de soleil (18%). Pour comprendre l’échelle, le trou de la Voie Lactée n’occupe que 0,01% de la masse galactique (4 millions de solaire).
Les scientifiques ont mesuré le mouvement des étoiles avec l’aide de l’observatoire Gemini sur le volcan Mauna Kea (Hawaii). Afin de suivre des galaxies ultra-compactes, une méthode d’optique adaptative a été utilisée (elle permet de corriger les distorsions créées par l’atmosphère terrestre).
«C'est étonnant, car les nains ultra-compacts n'occupent que 0,1% de notre galaxie. Mais il y a des trous noirs plus grands que les nôtres », admire An.
Les astronomes ont utilisé l'observatoire Gemini pour calculer la masse d'objets. L'atmosphère terrestre crée une distorsion qui interfère avec les calculs. Le laser tire dans le ciel, créant une petite étoile factice. Ensuite, les astronomes déplacent le miroir des centaines de fois par seconde pour calculer le niveau de distorsion. Les résultats obtenus sont appliqués aux objets nécessaires. L'optique adaptative vous permet de mettre au point une image floue.
Les scientifiques ont remarqué que le mouvement des étoiles dans les centres galactiques était beaucoup plus rapide que dans les zones extérieures - un cas classique de la présence d'un trou noir.
Les secrets des galaxies naines ultra compactes
Des galaxies naines ultra-compactes ont été découvertes dans les années 1990. Ils contiennent des centaines de millions d'étoiles, situées sur le territoire de 100 années-lumière de large. En essayant de comprendre ce qui se passait là-bas, des difficultés ont surgi, car les galaxies pesaient plus que la somme de leurs étoiles. En 2014, Anil Seth a suggéré qu'un trou noir supermassif caché ajouterait une masse supplémentaire. Il existe également une théorie alternative de nains similaires: ce sont des groupes stellaires supermassifs (100 000) dans lesquels des objets sont apparus en même temps. La plus grande grappe de notre galaxie compte 3 millions d'étoiles, tandis que les galaxies naines ultracompactes en contiennent 10 à 100 fois plus. Et ici, il est important de comprendre: sont-ils les mêmes ou existe-t-il une différence?
«De toute évidence, ils sont différents, et les recherches le confirment», déclare Seth.
Les trous noirs et la formation de galaxies
Les trous noirs sont des zones avec une gravité si puissante que même la lumière ne peut pas s'échapper. Ils apparaissent à la destruction des étoiles. La masse supermassive atteint plus d'un million de soleils. On suppose que ces géants vivent au centre de toutes les grandes galaxies.
Comment se sont-ils retrouvés dans de telles miettes? Selon une théorie, les galaxies naines ultra-compactes auraient pu être beaucoup plus grandes, mais à un certain moment, elles ont été détruites à cause des effets d'une galaxie encore plus grande. Cette information change la compréhension de la création et du développement des galaxies. Ainsi, les galaxies naines ultra-compactes permettent d’observer les processus qui se sont produits dans le passé et qui ne sont pas bien compris.
