Des astronomes repèrent la collision de deux trous noirs lors d’une fusion épique

Les astronomes ont repéré une paire de trous noirs qui se dirigent vers une collision épique. L’un est un trou noir supermassif, l’énorme type de trou noir qui se trouve au centre de la plupart des galaxies, et l’autre est un compagnon plus petit qui orbite autour de son partenaire et se rapproche en spirale. Finalement, les deux fusionneront et étudieront ils pourraient maintenant donner des indices sur la façon dont les trous noirs supermassifs sont devenus.

Les chercheurs ne savent pas exactement comment les trous noirs supermassifs, qui représentent des millions, voire des milliards de fois la masse du soleil, sont créés. Ils pensent qu’ils pourraient se former à partir de la fusion de deux trous noirs supermassifs plus petits, mais il est très rare de repérer une telle paire, donc cette nouvelle découverte pourrait mettre en lumière ce processus.

Dans cette illustration, la lumière d’un trou noir plus petit (à gauche) se courbe autour d’un trou noir plus grand et forme une image presque miroir de l’autre côté. La gravité d’un trou noir peut déformer le tissu de l’espace lui-même, de sorte que la lumière passant à proximité du trou noir suivra une trajectoire courbe autour de lui. Caltech-IPAC

La paire a été repérée par une équipe d’astronomes dirigée par Sandra O’Neill de Caltech. L’équipe a observé la paire dans une galaxie appelée PKS 2131-021 à l’aide de radiotélescopes sur Terre qui peuvent voir des jets éjectés des horizons des événements des trous noirs lorsque du gaz chaud les frappe. Ces jets sont si puissants qu’ils peuvent être détectés depuis la Terre, surtout s’ils sont pointés vers nous, formant ce qu’on appelle un blazar.

L’équipe a examiné les observations du blazar remontant à plus de 45 ans pour identifier la paire. Ils ont trouvé des variations dans la luminosité du blazar qui correspondaient à un motif très distinct. « Lorsque nous avons réalisé que les pics et les creux de la courbe de lumière détectés ces derniers temps correspondaient aux pics et aux creux observés entre 1975 et 1983, nous savions que quelque chose de très spécial se passait », a déclaré O’Neill dans un communiqué.

En comparant les observations de cinq observatoires différents datant de 1975, les chercheurs ont pu confirmer que les variations étaient dues à un deuxième trou noir tirant sur l’orbite du trou noir supermassif, car les deux orbitent environ tous les deux ans.

« Ce travail témoigne de l’importance de la persévérance », a déclaré le co-auteur Joseph Lazio du Jet Propulsion Laboratory de la NASA dans un communiqué. « Il a fallu 45 ans d’observations radio pour produire ce résultat. De petites équipes, dans différents observatoires à travers le pays, ont pris des données semaine après semaine, mois après mois, pour rendre cela possible.

La recherche est publiée dans The Astrophysical Journal Letters.

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