On estimait que de nombreux trous noirs stellaires devaient exister en couple avec une étoile, mais sans lui arracher de la matière et ne pouvant donc pas se signaler en brillant sous forme de rayon X suite à l'accrétion de cette matière. On vient de détecter un candidat au titre de trou noir « dormant » de ce genre dans le Grand Nuage de Magellan, en combinant la méthode des vitesses radiales et celle avec effet de microlentille gravitationnelle.
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Les trous noirs sont devenus banals dans le paysage médiatique ces dernières années et malgré les énigmes qui les entourent encore et qui touchent à des questions très profondes de physique théorique, ils sont considérés couramment en astrophysique et en cosmologie. On étudie même leurs émissions d'ondes gravitationnellesondes gravitationnelles à l'occasion de collisions avec d'autres astres compacts relativistes. Tout récemment, on a même obtenu avec des radiotélescopes des images de leurs abords trahissant l’existence de ce que l’on pense être un horizon des événements, ce qui fait la définition même d'un trou noirtrou noir lorsqu'il est une surface fermée.
Certes, la preuve définitive de l’existence des trous noirs nous échappe encore mais les doutes quant à leur présence dans certains recoins de la Voie lactéeVoie lactée et des galaxiesgalaxies sont de plus en plus difficiles à être justifiés. Quel contrastecontraste avec le début des années 1960 où seulement une poignée de visionnaires, tel John Wheeler, prenait ces solutions des équationséquations de la relativité généralerelativité générale au sérieux, même EinsteinEinstein ne le faisait pas.
Les premiers candidats au titre de trous noirs ont tout de même été débusqués au cours des années 1970, sous la forme d'un système binairesystème binaire où un trou noir stellairetrou noir stellaire, c'est-à-dire produit par l'effondrementeffondrement gravitationnel d'une étoileétoile probablement d'au moins 30 massesmasses solaires, se trouvait être aussi une source puissante de rayons Xrayons X en accrétant de la matièrematière en provenance de son étoile compagne.
Cette matière, en tombant en spirale vers le trou noir forme en effet un disque compact où des forces de frottement visqueux entre les spirales de gazgaz adjacentes dégagent de la chaleurchaleur au point de produire un plasma chaud brillant dans le domaine des rayons X.
Les trous noirs sont parmi les objets les plus opaques de l'Univers. Heureusement, ils sont cependant parmi les plus attractifs, et c'est par leur pouvoir d'attraction démesuré que nous pouvons les détecter. Les trous noirs géants sont les ogres les plus monstrueux du zoo cosmique, mais ils ne sont pas des armes de destruction massive. Les jets de matière qu'ils produisent auraient contribué à allumer les premières étoiles et à former les premières galaxies. Hubert Reeves et Jean-Pierre Luminet, spécialistes en cosmologie contemporaine, répondent à toutes vos questions. Pour en savoir plus, visitez le site Du big bang au vivant. © Groupe ECP, YouTube
Or, on sait que la majorité des étoiles forment des systèmes binaires, on doit donc s'attendre à ce qu'il existe un certain nombre de ces binaires Xbinaires X dans la Voie lactée. Toutefois, il se peut aussi que la distance d'un trou noir stellaire à son étoile compagne soit telle qu'il ne se produit pas de transfert de matière notable. Donc, pas de disque d'accrétiondisque d'accrétion et pas d'émission de rayons X, aussi, par exemple parce que l'étoile n'est pas encore devenue une géante rougegéante rouge qui s'est dilatée au point de déborder ce que l'on appelle son lobe de Roche, du nom du mathématicienmathématicien et astronomeastronome français du XIXe siècle.
La première pointe émergée d'une population de trous noirs dormants
Ce genre de trou noir stellaire est dit « dormantdormant » et jusqu'à présent, on n'en avait détecté aucun. Cela vient de changer grâce à une équipe internationale d'astronomes qui ont utilisé pour leur découverte l'instrument Flames (Fibre Large Array Multi Element Spectrograph) sur le VLTVLT de l'ESOESO, comme les chercheurs l'expliquent dans un article publié dans Nature Astronomy.
Il leur a fallu pour cela tourner le regard du VLT en direction de la nébuleusenébuleuse de la Tarentule située dans le Grand Nuage de MagellanGrand Nuage de Magellan, une galaxie voisine de la nôtre. Six années d'observations ont été nécessaires à l'équipe menée par Tomer Shenar, qui a commencé cette recherche à la KU Leuven en Belgique et qui est maintenant boursier Marie-Curie à l'université d'Amsterdam, aux Pays-Bas.
Le candidat au titre de trou noir dormant a été baptisé VFTS 243. Il contient au moins neuf fois la masse de notre SoleilSoleil et tourne autour d'une étoile bleue et chaude pesant, elle, 25 fois la masse du Soleil. Remarquablement, il n'est pas accompagné de traces notables de restes d'une explosion de supernovasupernova (Plus précisément l'orbiteorbite quasi-circulaire et la cinématique de VFTS 243 impliquent que l'effondrement de l'étoile génitrice en un le trou noir était associé à peu ou pas de matière éjectée) ce qui suggère que comme on le pense, une étoile s'effondrant gravitationnellement peut parfois devenir directement un trou noir sans passer par le stade de supernova.
« L'étoile qui a formé le trou noir de VFTS 243 semble s'être effondrée entièrement, sans aucun signe d'une explosion antérieure, explique Tomer Shenar dans un communiqué de l'ESO dans lequel il ajoute, des preuves de ce scénario de "collapsus direct" sont apparues récemment, mais notre étude fournit sans doute l'une des indications les plus directes. Cela a d'énormes implications pour l'origine des fusionsfusions de trous noirs dans le cosmoscosmos. »
Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © European Southern Observatory (ESO)
