Les scientifiques ont réussi à révéler un trou noir supermassif au centre d’une galaxie naine dans la constellation du Pech. UCD3 fait partie du groupe de la fournaise et appartient à une classe galactique rare et inhabituelle - les nains ultra-compacts. La masse de telles galaxies atteint généralement plusieurs dizaines de millions de solaires avec un rayon de 300 années-lumière au plus. En raison du rapport de masse et de taille, les UCD sont considérés comme les systèmes stellaires les plus denses de l'univers.
La masse du trou noir supermassif dans UCD3 est de 3,5 millions de solaire, ce qui ressemble à un monstre au centre de la Voie Lactée. L'étude a utilisé les données du spectrographe intégré SINFONI IR installé sur l'un des instruments de 8,2 mètres du Very Large Telescope (Chili). Une analyse des spectres observés a mis en évidence une relation entre la dispersion des vitesses stellaires et le rayon de la galaxie. La dispersion de vitesse détermine le changement moyen entre la vitesse de la ligne de visée stellaire et la vitesse moyenne de la population stellaire entière. En présence d'un corps massif, comme un trou noir, la gravité commence à affecter les étoiles et à les accélérer dans différentes directions. En conséquence, la vitesse moyenne ne augmente pas, mais la variance change de manière significative. Dans une galaxie particulière, la dispersion de la vitesse centrale est si importante qu'elle ne peut s'expliquer que par la présence d'un trou noir massif.
Image optique de la galaxie elliptique géante NGC 1399 et de son satellite UCD3. Gauche: image UCD3 dans le filtre F606W prise par le télescope Hubble. Droite: image IR de UCD3, extraite par le spectrographe SINFONI
Après cela, les chercheurs ont comparé la dépendance de la vitesse et de la dispersion sur des modèles dynamiques fondés sur l'hypothèse de la masse d'un trou noir. Il s'est avéré qu'un modèle avec une masse de 3,5 millions de soleil est le mieux adapté aux observations. La possibilité de l'absence de trou noir a également été envisagée, mais l'hypothèse a été exclue avec une signification statistique de 99,7%.
C'est le quatrième trou trouvé de l'exemple UCD et correspond à 4% de la masse galactique totale. La présence de trous noirs massifs dans de tels objets est un argument important en faveur de l’origine des marées des galaxies. C'est-à-dire qu'une galaxie de taille moyenne a traversé une zone plus massive et plus vaste à un certain stade d'évolution, ce qui a entraîné la perte de la plupart des étoiles en raison de l'influence des forces des marées. Le noyau compact restant devient une galaxie ultra-compacte. Mais pour confirmer l'hypothèse, il faudra trouver plus de trous supermassifs dans l'UCD.