Des astronomes repèrent deux trous noirs supermassifs sur un parcours de collision

Une paire de trous noirs supermassifs très proches dans une galaxie proche.

La galaxie NGC 7727 (à droite) et une vue agrandie (à gauche) montrant tes deux noyaux galactiques qui contiennent les trous noirs supermassifs.

À travers un télescope standard, la galaxie voisine NGC 7727 ressemble à un tumbleweed arachnide dérivant dans le ciel nocturne. Mais à l’intérieur se trouvent deux trous noirs supermassifs qui commencent une danse qui se terminera par leur fusion violente. Comme une équipe d’astronomes l’a récemment découvert, ces objets sont plus proches de la Terre que toute autre paire supermassive.

L’un des trous noirs est 6,3 millions de fois la masse du Soleil, tandis que l’autre est un énorme 154 millions de masses solaires. Le duo est situé à 89 millions d’années-lumière de la Terre dans la constellation du Verseau. L’équipe a déterminé les masses des objets en étudiant comment leurs forces gravitationnelles affectaient les étoiles à proximité.

Des trous noirs supermassifs se cachent au centre des galaxies – notre propre galaxie héberge Sagittarius A*, un trou noir d’environ 4 millions de masse solaire à 26 000 années-lumière de la Terre. Lorsque deux galaxies fusionnent, les trous noirs finissent par s’encercler et finissent par se fusionner. Ces fusions de trous noirs sont parmi les phénomènes astrophysiques les plus violents de l’univers, et elles génèrent les ondes gravitationnelles notoirement prédites par Einstein et observé pour la première fois par le Observatoire des ondes gravitationnelles par interféromètre laser (LIGO) en 2015.

La proximité de la paire NGC 7727 a fait exploser la paire détenant le record précédent hors de l’eau interstellaire – cette paire était à 470 millions d’années-lumière de nous. La recherche de l’équipe est mis à publier en astronomie et astrophysique.

« Une fois que les trous noirs se seront beaucoup rapprochés les uns des autres, ils deviendront liés gravitationnellement et orbiteront les uns autour des autres », a déclaré Karina Voggel, auteure principale de l’étude. dans un e-mail à Gizmodo. “C’est en théorie observable, mais cette étape de l’évolution des trous noirs ne dure que peu de temps sur une échelle de temps cosmique, et jusqu’à présent nous ne l’avons pas observée.” Voggel, un astronome à l’Université de Strasbourg en France, mentionné que des reliques inconnues de fusion de galaxies comme celle-ci pourraient augmenter le nombre total de trous noirs supermassifs jusqu’à 30%.

“Actuellement, LIGO peut détecter des événements d’ondes gravitationnelles provenant de trous noirs qui fusionnent et ont une masse deux fois supérieure à celle de notre Soleil », a ajouté Voggel. “Quand le Mission spatiale LISA sera en ligne dans quelques années, nous pourrons également détecter les événements d’ondes gravitationnelles de la fusion de tels trous noirs supermassifs.

Alors que la galaxie est visible à travers un télescope normal, lorsqu’elle est vue à travers le très grand télescope de l’Observatoire européen austral, on peut distinguer de petits orbes de lumière dans la galaxie qui marquent l’emplacement des trous noirs. (L’attraction gravitationnelle des trous noirs est si forte que la lumière ne peut pas s’en échapper, mais les objets sont souvent entourés d’un plasma surchauffé qui brille intensément.)

“La petite séparation et la vitesse des deux trous noirs indiquent qu’ils vont fusionner en un seul trou noir monstre”, a déclaré l’auteur de l’étude Holger Baumgardt, astrophysicien à l’Université du Queensland, en Australie, dans un ESO. Libération.

L’astronomie des trous noirs est sur le point d’être stimulée, car le Very Large Telescope de l’ESO devrait être remplacé par l’Extremely Large Telescope d’ici la fin de la décennie. Le nouveau télescope se trouvera haut dans le désert d’Atacama au Chili, un endroit attrayant pour les astronomes pour son altitude, son ciel clair et son manque de pollution lumineuse.

“Cette détection d’une paire de trous noirs supermassifs n’est qu’un début”, a déclaré le co-auteur Steffen Mieske, astronome à l’ESO au Chili, dans le même communiqué. « Nous serons en mesure de faire des détections comme celle-ci considérablement plus loin qu’il n’est actuellement possible. L’ELT de l’ESO fera partie intégrante de la compréhension de ces objets.

Les observatoires modernes d’ondes gravitationnelles sont capables de détecter les ondulations dans l’espace-temps créées par les collisions de trous noirs ainsi que de trous noirs et d’étoiles à neutrons. Mais nous n’aurons probablement pas la chance de voir cette paire enfin embrasser, puisque la meilleure estimation des chercheurs pour leur date de fusion est simplement « dans les 250 millions d’années à venir », selon Baumgardt.

Cet article a été mis à jour pour inclure les commentaires de Karina Voggel.

Plus: Des physiciens voient la lumière résonner derrière un trou noir pour la première fois

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