Il se passe toujours quelque chose de nouveau et d'excitant dans le domaine de la recherche sur les trous noirs. Albert Einstein a publié pour la première fois son livre expliquant la théorie générale de la relativité, qui décrit les trous noirs, en 1922. Cent ans plus tard, les astronomes ont reçu des images réelles du trou noir au centre de la Voie lactée. Dans un article récent, une équipe d'astronomes décrit une autre nouvelle découverte passionnante : le premier trou noir "dormant" découvert en dehors de la galaxie.
Les trous noirs dormants sont des trous noirs qui n'émettent pas de lumière visible. En tant que tels, ils sont notoirement difficiles à trouver. Cette nouvelle découverte est passionnante car elle donne un aperçu de la formation et de l'évolution des trous noirs. Ces informations sont essentielles pour comprendre les ondes gravitationnelles ainsi que d'autres phénomènes astronomiques.
VFTS 243 est un système binaire, c'est-à-dire qu'il se compose de deux objets tournant autour d'un centre de masse commun. Le premier objet est une étoile bleue très chaude avec une masse 25 fois celle du Soleil, et le second est un trou noir 9 fois plus massif que le Soleil. VFTS 243 est situé dans la nébuleuse de la Tarentule dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie compagne de la Voie lactée située à environ 163 000 années-lumière de la Terre.
Le trou noir de VFTS 243 est considéré comme dormant car il n'émet rien. Ceci est en contraste frappant avec d'autres systèmes binaires dans lesquels une forte émission de rayons X est enregistrée à partir du trou noir.
Le trou noir mesure environ 54 km de diamètre et éclipse l'étoile énergétique, qui est environ 200 000 fois plus grande. Les deux tournent rapidement autour du centre de masse commun. Même avec les télescopes les plus puissants, le système ressemble visuellement à un seul point bleu.
Les astronomes soupçonnent que la Voie Lactée et le Grand Nuage de Magellan abritent des centaines de ces systèmes binaires avec des trous noirs qui n'émettent pas de rayons X. Les trous noirs sont mieux visibles lorsqu'ils enlèvent la matière d'une étoile compagne, un processus connu sous le nom de "alimentation".
L'alimentation produit un disque de gaz et de poussière qui entoure le trou noir. Lorsque le matériau du disque tombe dans le trou noir, le frottement chauffe le disque d'accrétion à des millions de degrés. Ces disques chauds de matière émettent beaucoup de rayons X. Le premier trou noir ainsi découvert fut le fameux système Swan X-1.
Les astronomes savent depuis longtemps que VFTS 243 est un système binaire, mais il n'est pas clair si le système est une paire d'étoiles ou une danse entre une seule étoile et un trou noir. Pour déterminer ce qui était vrai, l'équipe qui étudie le système binaire a utilisé une technique appelée démêlage spectral. Cette méthode divise la lumière du VFTS 243 en ses longueurs d'onde, similaire à ce qui se passe lorsque la lumière blanche frappe un prisme et que différentes couleurs sont créées.
Cette analyse a montré que la lumière de VFTS 243 provenait d'une seule source plutôt que de deux étoiles distinctes. En l'absence de rayonnement du compagnon de l'étoile, la seule conclusion possible était que le deuxième corps du système binaire est un trou noir, et donc le premier trou noir dormant découvert en dehors de la galaxie de la Voie lactée.
La plupart des trous noirs d'une masse inférieure à 100 soleils se sont formés à la suite de l'effondrement d'une étoile massive. Lorsque cela se produit, il y a souvent une puissante explosion connue sous le nom de supernova. Le fait que le trou noir du système VFTS 243 soit sur une orbite circulaire avec l'étoile est une preuve solide qu'il n'y a pas eu d'explosion de supernova qui aurait autrement éjecté le trou noir du système ou au moins perturbé l'orbite. Au lieu de cela, l'étoile progénitrice semble s'être effondrée pour former un trou noir sans exploser.
L'étoile massive du système VFTS 243 ne vivra que 5 millions d'années supplémentaires - un moment selon les normes astronomiques. La mort de l'étoile devrait entraîner la formation d'un autre trou noir, transformant le système VFTS 243 en un trou noir binaire.
À ce jour, les astronomes ont découvert environ 100 événements lorsque des trous noirs doubles fusionnent et créent des ondulations dans l'espace-temps. Mais la façon dont ces systèmes de trous noirs binaires se forment est encore inconnue, c'est pourquoi VFTS 243 et des systèmes similaires encore à découvrir sont si importants pour les recherches futures. Peut-être que la nature a le sens de l'humour, puisque les trous noirs, bien que les objets les plus sombres qui existent et n'émettent pas de lumière, éclairent plutôt notre compréhension fondamentale de l'univers.
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