Depuis longtemps les scientifiques ont théorisé que les trous noirs pouvaient se déplacer dans l’espace, mais en détecter un en mouvement s’est avéré jusqu’à maintenant impossible. Une étude à paraître dans « The Astrophysical Journal » dévoile que des chercheurs ont identifié un trou noir supermassif en mouvement. L’astrophysicien Dominic Pesce et ses collaborateurs, à l’origine de l’étude, explique que « La plupart des trous noirs se contentent d’être là où ils sont. Ils sont justes tellement lourds que les faire bouger est très difficile. Imaginons la difficulté à propulser une balle de bowling au lieu d’un ballon de foot, dans notre cas, la balle fait plusieurs millions de fois la masse du Soleil. Pour mettre cela en mouvement, cela requiert un sacré coup de pied !« .

Cela fait cinq années que l’équipe de Pesce recherche des occurrences de trous noirs en mouvement. Pour leur étude il ont pris dix galaxies comprenant un trou noir supermassif et il ont comparé la vitesse de déplacement des galaxies à celle de leur trou noir. Si les vitesses diffèrent, c’est que le trou noir a été perturbé d’une manière ou d’une autre. Les astronomes ont ciblé spécifiquement des trous noirs contenant de l’eau dans leur disque d’accrétion (la spirale de matière en chute dans le trou noir). En effet, les mouvements orbitaux de l’eau autour du trou noir créent des faisceaux de rayons radio dont on peut mesurer avec précision la vélocité. Sur les 10 trous noirs observés, 9 étaient quasiment immobiles et un seul était en mouvement. Notre trou noir voyageur se trouve à 230 millions d’années lumières de la Terre et sa masse vaut 3 millions de masses solaires. L’équipe a réussit à déterminer que ce trou noir se déplace à une vitesse d’environ 160 000 kilomètres-heures au sein de la galaxie J047+2456.

L’astronome Jim Condon, qui a lui aussi participé à l’étude fait l’hypothèse que ce mouvement soit le résultat de la collision et de la fusion de deux trous noirs supermassifs. « Le résultat d’une telle collision peut faire reculer le nouveau trou noir dont il est issu, et nous sommes peut-être en train d’observer ce mouvement de recul qui précéderait une stabilisation à venir du trou noir. » Une autre possibilité excite l’imagination des astronomes : nous pourrions avoir à faire à un trou noir binaire (c’est à dire à deux trous noirs en rotations l’un autour de l’autre). Des observations supplémentaires sont nécessaires pour confirmer ou infirmer cette hypothèse.

Sources :

Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Dominic W. Pesce et al, A Restless Supermassive Black Hole in the Galaxy J0437+2456, The Astrophysical Journal (2021)

image d'un trou noir

Disque d’accrétion du trou noir M87* imagé par The Event Horizon Telescope en 2019

trou noir

Image simulée d’un trou noir stellaire qu’un observateur situé à une dizaine de kilomètres (neuf fois le rayon du trou noir) verrait et dont l’image se dessine en direction du Grand Nuage de Magellan.