Des astronomes viennent de découvrir deux trous noirs supermassifs au bord d’une collision légendaire : ScienceAlert

Des astronomes ont détecté une collision cosmique imminente avec un objet géant à peine 3 milliards d’années après le Big Bang.

La galaxie nommée J0749 + 2255 est en fait composée de deux galaxies fusionnées en une seule, et elle n’a pas de trou noir supermassif, mais deux. Il se trouve que ces deux trous noirs étaient sur une trajectoire de collision, séparés par une distance relativement faible, seulement 10 000 années-lumière.

Ce n’est pas la première fois que nous assistons à une collision proche d’un trou noir, mais J0749+2255 est une perle rare. Vus au début de l’univers, les deux trous noirs sont des quasars très actifs.

C’est une découverte qui pourrait aider les scientifiques à résoudre le mystère persistant et déroutant de la croissance des trous noirs supermassifs jusqu’à des tailles aussi gigantesques.

“Nous n’avons pas vu beaucoup de quasars doubles dans l’univers primitif. C’est pourquoi cette découverte est si excitante”, a-t-il déclaré. Il a dit L’astronome Yu Qing Chen de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign.

Les quasars sont parmi les objets les plus brillants de l’univers. Il contient un noyau galactique actif – un centre galactique abritant un trou noir supermassif qui engloutit d’énormes quantités de matière.

Les trous noirs n’émettent pas de lumière propre que nous pouvons actuellement détecter. La grande quantité de matière en orbite autour du trou noir est chauffée par le frottement et la gravité intense, de sorte qu’elle non seulement brille, mais couve également à travers le vaste et sombre abîme de l’espace-temps.

De nombreuses galaxies de l’univers primitif sont des galaxies quasars, et certaines de l’univers proche ont deux ou même trois quasars en leur centre. Cela se produit lorsque des galaxies entrent en collision et fusionnent, chacune avec son propre trou noir supermassif. Les deux trous noirs tombent l’un vers l’autre et finissent, pensons-nous, par se combiner pour former un trou noir supermassif.

Mais il est un peu plus difficile de trouver cette fusion dans l’univers primitif. La lumière de J0749+2255 a parcouru plus de 10 milliards d’années pour nous parvenir ; Ce que nous voyons dans les galaxies est très petit et faible par rapport aux objets qui sont beaucoup plus proches de nous. À cette distance, la distance entre les trous noirs supermassifs gravitationnellement liés est trop petite pour que nos instruments actuels la voient.

La faible différence de lumière entre J0749+2255 détectée par le télescope Gaia suggère qu’il se passe peut-être quelque chose de plus avec la galaxie qu’il n’y paraît… mais il y a plusieurs causes possibles, parmi lesquelles un double quasar. L’équipe devra creuser plus profondément pour découvrir ce qui se passe réellement.

“Le processus de confirmation n’a pas été facile, et nous avions besoin d’une série de télescopes couvrant le spectre des rayons X à la radio pour finalement confirmer que ce système était bien une paire de quasars, et non deux images de, disons, les lentilles gravitationnelles des quasars. .” Il a dit L’astronome Yu Xin de l’Université de l’Illinois.

et spécial J0749+2255. Comme les deux trous noirs sont des quasars, ils sont suffisamment brillants pour être distingués. Et ils ne sont pas encore assez proches pour être un binaire lié gravitationnellement, ce qui signifie qu’ils ont suffisamment de séparation pour les décisions individuelles.

À l’aide d’observations de télescopes terrestres et spatiaux, Chen et ses collègues ont analysé la lumière de J0749 + 2255. Ils ont déterminé que les deux trous noirs évolueraient probablement en un binaire étroitement lié gravitationnellement dans environ 220 millions d’années. Les orbites en décomposition de ces binaires entraîneront éventuellement des collisions et des fusions dans des trous noirs plus massifs.

(Ils sont peut-être déjà entrés en collision, mais cet événement ne signifie rien pour nous pour le moment ; c’est pourquoi les astronomes font de telles prédictions dans le temps présent.)

Les chercheurs ont également découvert que les deux trous noirs sont des jonctions relativistes, enregistrant respectivement environ 1,26 milliard de masses solaires et 1,58 milliard de masses solaires. Cette découverte pourrait commencer à nous dire quelque chose sur la vitesse des trous noirs supermassifs dans l’univers primitif – une découverte qui aiderait les astronomes à comprendre l’évolution des trous noirs modernes qui peuvent représenter des milliards de masses solaires.

Beaucoup reste à découvrir, mais J0749+2255 est un pas en avant important.

“Nous commençons à démêler des parties de cet iceberg pour les premiers groupes binaires de quasars”, dit l’astronome Shen Liu de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign.

“C’est le caractère unique de cette recherche. Cela nous dit vraiment que ce groupe existe, et maintenant nous avons un moyen d’identifier les quasars appariés séparés par des volumes inférieurs à la taille d’une seule galaxie.”

Recherche publiée dans d’accord.