Découverte du trou noir le plus proche de la Terre

C’est une première : les astronomes ont débusqué un « petit » trou noir dormant à seulement 1.500 années-lumière du Soleil ! Si les scientifiques connaissaient l’existence de ce type de trous noirs, c’est la première fois qu’un tel astre est retrouvé dans notre Galaxie.

C’est la première fois que la découverte d’un trou noir dormant dans notre GalaxieGalaxie est confirmée ! Dans une étude qui sera publiée dans la revue MNRAS, des chercheurs rapportent son identification grâce à une étoileétoile similaire au SoleilSoleil, de type G et aussi appelée « naine jaune », mais dont l’orbiteorbite paraît étrange. Nommée Gaia BH1 par l’équipe (de son vrai nom Gaia DR3 4373465352415301632), elle se trouve à quelque 1.500 années-lumièreannées-lumière de nous. L’équipe a déterminé son influence gravitationnelle grâce au catalogue de données révélé par la mission Gaia.

Et les résultats ont montré que l’étoile orbitait autour d’un objet de près de 10 massesmasses solaires ! Or, s’il s’agissait d’une étoile ou de tout autre astre autre qu’un trou noir, il aurait été directement détecté par les rayonnements qu’il émettait. Mais là, rien. Seul un trou noirtrou noir pouvait expliquer l’orbite de l’étoile ! 

Back in ~summer 2018, my PhD advisors and I started looking for dormant black holes orbited by normal, low-mass stars. Given many new stellar surveys, it seemed like it should be pretty easy! Four years and many “almosts” later: pic.twitter.com/uRLCT8NVZY

— Kareem El-Badry (@kjb_astro) September 16, 2022

Une centaine de millions de petits trous noirs se cachent dans la Voie lactée

Ces trous noirs stellairestrous noirs stellaires seraient courants dans la Voie lactée : elle en contiendrait près de 100 millions ! Issus d’étoiles très massives, ils se forment lors d’une supernova. Le cœur de l’étoile s’effondre sur lui-même pour devenir soit une étoile à neutronsétoile à neutrons, soit un trou noir. Souvent présents dans des systèmes binairessystèmes binaires, ils aspirent leur étoile compagne dès lors qu’elle se trouve un peu trop proche d’eux, et sont d’ailleurs repérés de cette façon ! « Tous les précédents que nous avons observés sont dans des “binaires à rayons X” : le trou noir mange une étoile compagne, et il brille vivement dans les rayons X lorsque l’énergie potentielleénergie potentielle gravitationnelle de ce matériaumatériau est transformée en lumière », explique le premier auteur de l’étude Kareem El-Badry, astrophysicienastrophysicien au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).

Au total, seule une vingtaine de petits trous noirs ont été repérés à ce jour. « Mais ceux-ci ne représentent que la pointe de l’iceberg : une population beaucoup plus importante peut se cacher, se cacher dans des binaires plus largement séparés. La découverte de Gaia BH1 met en lumière cette population », s’enthousiasme K. El-Badry.

Ce petit trou noir est le plus proche de la Terre jamais découvert

Article de Nathalie MayerNathalie Mayer, publié le 26 avril 2021

Il y a quelques mois seulement, les astronomesastronomes doutaient encore de leur existence. Aujourd’hui, ils annoncent la découverte de l’un des plus petits trous noirs jamais « observés ».

« La licorne ». C’est le surnom que les astronomes ont choisi d’attribuer à un trou noir qu’ils viennent de découvrir. D’une part, parce qu’il se situe dans la constellationconstellation du même nom. Et d’autre part, parce qu’il n’est pas tout à fait comme les autres. Il est présenté comme l’un des plus petits trous noirs jamais « observés ». Sa masse ne dépasse pas trois fois celle de notre Soleil. Se trouvant à seulement 1.500 années-lumière de notre Terre — soit toujours dans notre Voie lactéeVoie lactée –, il est aussi l’un des plus proches que les astronomes connaissent.

C’est en étudiant les données disponibles sur une étoile dite géante rouge que des astronomes de l’université d’État de l’Ohio (États-Unis) ont noté quelque chose d’anormal. Une distorsion provoquée par des forces de maréeforces de marée produites par quelque chose qu’ils ne pouvaient pas voir et qui semblait être en orbite autour de ladite étoile. Un trou noir ?

L’ennui, c’est que le trou noir en question aurait dû être vraiment petit. Une singularité, dans l’UniversUnivers. Du moins, du point de vue actuel des astronomes. Même si depuis une décennie, ils se demandaient si nos techniques et nos méthodes d’observation n’étaient tout simplement pas assez précises pour observer de tels trous noirs miniatures. Ou s’ils n’existaient tout simplement pas. Jusqu’à ce que des chercheurs — déjà de l’université d’État de l’Ohio — publient, fin 2019, quelques preuves solidessolides de leur existence

Beaucoup de petits trous noirs à découvrir ?

« Nous avons considéré les choses différemment. Tant de personnes avaient déjà étudié cette étoile. Mais au lieu de rejeter l’idée, nous nous sommes simplement demandé ce qui se passerait si c’était bien un trou noir », explique Kris Stanek, astronome, dans un communiqué de l’université d’État de l’Ohio.

Tout comme la LuneLune peut déformer les océans de la Terre, produisant des marées hautes et des marées basses, un trou noir peut en effet donner à une étoile la forme… d’une larmelarme. Voilà pour la théorie. La vitessevitesse de la géante rougegéante rouge, la période de l’orbite et la façon dont les forces de marée déforment l’étoile ont ensuite indiqué aux astronomes la masse de son compagnon trou noir. Seulement trois fois celle de notre Soleil.

Les astronomes espèrent désormais pouvoir identifier et localiser d’autres trous noirs de ce type. Des trous noirs qui devraient leur fournir des données utiles à mieux comprendre comment se forment, vivent et meurent les étoiles de notre Voie lactée. « À chaque fois que nous trouvons un nouveau trou noir, cela nous donne un indice sur les étoiles qui meurent en s’effondrant sur elles-mêmes, en explosant ou d’une manière intermédiaire », conclut Todd Thompson, chercheur à l’université d’État de l’Ohio.