Cienciaes.com : Trous noirs et courants stellaires dans Palomar 5. Nous avons parlé avec Mark Gieles.

Autour de notre galaxie et de bien d’autres, gravitent des groupes d’étoiles qui forment ce qu’on appelle des amas globulaires. Un amas globulaire typique peut abriter jusqu’à un million d’étoiles dans une sphère dont le diamètre est la distance qui sépare le Soleil de l’étoile la plus proche de nous, Proxima Centauri. La vie et l’évolution des amas globulaires fait l’objet d’étude de notre invité, Marc GielesEnseignant chercheur ICREA depuis Université de Barcelone et astronome dans le Institut des Sciences du Cosmos. Mark et son équipe ont posté sur Astronomie naturelle les résultats de l’étude d’un amas tout à fait unique, connu sous le nom de Palomar 5.

Les amas sont des structures formées à l’aube des galaxies et contiennent un grand nombre d’étoiles. Connaître sa vie et son évolution est un véritable challenge pour les astronomes. Palomar 5 est, selon les mots de Mark Gieles, une sorte de “Pierre de Rosette” qui aidera à les comprendre. La vérité est que Palomar 5 est un cluster incroyable. Au lieu d’avoir toutes ses étoiles concentrées dans un espace sphérique, elle présente deux flux d’étoiles qui s’étendent sur une grande partie du ciel équivalente à 40 fois la largeur de la pleine Lune. Pour tenter de découvrir comment Palomar 5 a évolué depuis sa naissance jusqu’à nos jours, Mark Gieles et une équipe internationale de collaborateurs ont réalisé une série de simulations très coûteuses en termes de calcul car elles nécessitent de suivre l’ensemble étoile par étoile.

Les résultats obtenus racontent une histoire surprenante. Les simulations indiquent que Palomar 5 était à l’origine un amas classique, avec une grande concentration d’étoiles rassemblées dans une structure plus ou moins sphérique. Lors de sa création, à partir d’un immense nuage de gaz, des étoiles ont commencé à émerger, certaines, les plus grosses, avec des masses supérieures à 30 fois la masse du Soleil, ont évolué très rapidement et ont eu une fin dramatique. Ils ont explosé en supernovae, engendrant des trous noirs avec des masses plusieurs fois supérieures à celles du Soleil. Tout comme nous utilisons des planètes pour accélérer les engins spatiaux explorant le système solaire, les interactions orbitales entre les trous noirs stellaires et certaines étoiles de masse inférieure les ont propulsés hors du grappe. Les forces de marée provoquées par le disque galactique les ont obligés à suivre deux directions préférentielles, qui sont les courants stellaires que l’on observe désormais dans Palomar 5. Parallèlement, à l’intérieur de l’amas, la proportion de trous noirs a augmenté.

Si l’hypothèse est correcte, Palomar 5 peut être un échantillon d’une phase tardive de la vie des amas globulaires. Une vie qui pourrait finir par générer des objets réunissant un grand nombre de trous noirs avec peu d’étoiles dans le halo des galaxies.

je vous invite à écouter Marc GielesEnseignant chercheur ICREA de l’Université de Barcelone (UB) et astronome à l’Université Institut des Sciences du Cosmos

Les références:
Gieles, M., Erkal, D., Antonini, F. et al. Une population supramassive de trous noirs de masse stellaire dans l’amas globulaire Palomar 5 Nat Astron (2021).

Animation du modèle Palomar 5 avec trous noirs