Un trou noir supermassif qui ne semble pas être là où nous nous attendons à ce que nous semblions voyager à plus de mille kilomètres par seconde – le résultat d'une collision cosmique géante
Une image du quasar 3c 186, prise par le télescope spatial Hubble
Une collision rare entre deux trous noirs supermassifs (SMBH) semble avoir envoyé la fusion qui en résulte accélérer dans l'univers, ce qui en fait l'un des trous noirs les plus rapides que nous ayons jamais vus.
Les astronomes ont longtemps perplexe sur la façon dont les trous noirs gargantuesques dans les centres des galaxies peuvent devenir si grands. Un itinéraire possible est pour les trous noirs plus petits – mais toujours extrêmement massifs – pour fusionner ensemble, mais il y a eu peu de preuves directes de cela.
Maintenant, Marco Chiaberge à l'Université Johns Hopkins dans le Maryland et ses collègues disent avoir trouvé des preuves d'un trou noir supermassif au centre d'une galaxie appelée 3c 186 qui a été expulsée de son lieu de nidification galactique, en fuite à plus de mille kilomètres par seconde.
Les astronomes avaient précédemment observé la galaxie à l'aide du télescope spatial Hubble et constaté que son quasar, la puissante lumière élu par son trou noir central, était à sa place. En étudiant la distribution des étoiles dans la galaxie, ils ont réalisé que le SMBH était en fait à environ 33 000 années-lumière du centre galactique où il devrait être. Cela impliquait que le trou noir avait été forcé de sortir de la ligne par un événement inconnu, comme une fusion.
Chiaberge et son équipe ont utilisé le très grand télescope au Chili et le télescope Subaru à Hawaï pour analyser la lumière émise par le trou noir plus soigneusement. Ils ont trouvé la lumière provenant de son disque d'accrétion, où la matière en orbite autour du trou noir est violemment chauffée, a été bloquée, un effet de la relativité générale qui change la couleur de la lumière lorsque quelque chose se déplace extrêmement rapidement vers l'observateur. Cependant, le gaz dans la région environnante a montré moins de signe d'être blasé, ce qui implique que le trou noir se déplace relativement plus rapidement que le reste de la galaxie.
Les chercheurs soutiennent que l'explication la plus probable est deux galaxies combinées et leurs SMBH centraux brisés pour former un seul plus grand. Cette fusion aurait produit des ondulations dans l'espace-temps appelées ondes gravitationnelles qui voyageaient dans une direction, tandis que le trou noir nouvellement formé recula dans l'autre sens.
«Les preuves d'un coup de pied de recul semble forte et, bien qu'il n'y ait jamais de certitude en astrophysique, cela est convaincant», explique Alessia Gualandris à l'Université de Surrey, au Royaume-Uni.
Luke Zoltan Kelley à l'Université de Californie à Berkeley dit que si la source est l'un des meilleurs candidats pour une fusion de trou noir supermassif, il est moins convaincant en raison de la difficulté d'interpréter la lumière provenant de la région autour d'un SMBH, appelé le noyau galactique actif (AGN). Il n'est pas rare que les AGN semblent se déplacer rapidement même s'ils n'ont pas fusionné, donc nous ne pouvons pas considérer cela comme une preuve définitive d'un scénario de RBH recul, dit-il. «Une modélisation physique beaucoup plus prudente de la région à large ligne est nécessaire pour se conformer à l'hypothèse du recul.»
