Les trous noirs sont disponibles dans une gamme de tailles. Les trous noirs de masse stellaire se forment à partir de l'effondrement des étoiles massives, pesant généralement entre 5 et 100 fois la masse de notre soleil, et sont dispersés dans les galaxies. À l'autre extrême se trouvent les trous noirs supermassifs qui se cachent au centre de la plupart des galaxies, y compris notre propre Voie lactée.
En contraste frappant avec les trous noirs de masse stellaire, les masses de trous noirs supermassives varient de millions à des milliards de fois celles du soleil. Ils façonnent l'évolution galactique et peuvent alimenter les quasars lors de l'alimentation active, mais entre les deux est une autre catégorie, plutôt plus insaisissable connue sous le nom de trous noirs de masse intermédiaire (IMBHS), qui pèsent entre 100 et 100 000 masses solaires.
Les scientifiques ont eu du mal à identifier définitivement cette dernière catégorie, bien que des preuves de son existence montent à partir d'observations de mouvements stellaires inhabituels, de détections d'ondes de gravité et de sources de rayons X extrêmement lumineuses. Comprendre ces trous noirs de masse intermédiaire (IMBHS) pourrait révéler des idées cruciales sur la façon dont les trous noirs de masse stellaire deviennent supermassifs et combler une lacune importante dans nos connaissances.
Les théories actuelles suggèrent que les grappes globulaires peuvent héberger IMBHS grâce à leurs environnements stellaires extrêmement denses. Ces IMBH pourraient se former rapidement à travers des fusions stellaires créant des étoiles massives qui s'effondrent, soit lentement via des fusions successives de trous noirs de masse stellaire. Les observations du télescope spatial Hubble de M15 suggèrent qu'elle pourrait contenir un IMBH de 1 700 à 3 200 masses solaires, basée sur des mesures de dispersion de vitesse.
Cependant, cette idée reste controversée car les mesures ont été prises à une distance où des milliers d'étoiles compactes pourraient influencer les résultats sans nécessairement indiquer un trou noir.
Une étude récente dirigée par le professeur agrégé Yang Huang de l'Université de l'Académie chinoise des sciences a identifié une méthode prometteuse pour détecter les IMBHS en suivant des étoiles à grande vitesse éjectées de grappes globulaires. L'équipe a analysé les données orbitales de près de 1 000 étoiles à grande vitesse et de plus de 100 grappes globulaires, et en conséquence, a découvert que Star J0731 + 3717 avait été éjecté du cluster globulaire M15 il y a environ 20 millions d'années à une vitesse extraordinaire de 550 km / s.
L'œuvre est publiée dans la revue Revue nationale des sciences.
Cette vitesse extrême suggère fortement que l'étoile a été accélérée par l'effet gravitationnel des frondes (mécanisme des collines) à partir d'une interaction avec un IMBH au centre de M15. L'équipe suggère qu'un système binaire serré doit avoir passé dans une unité astronomique d'un IMBH avec une masse de plusieurs milliers de masses solaires.
On s'attend à ce que la paire binaire aurait été déchirée en raison des interactions de marée gravitationnelles, en capturant l'une tout en éjectant l'autre. Les résultats fournissent des preuves convaincantes de ces trous noirs de taille moyenne insaisissables qui comblent l'écart entre la masse stellaire et les variétés supermassives.
