Croquer un morceau. Puis deux. Puis trois. Quatre. Cinq peut-être. Et jeter le biscuit à travers la cuisine. Un certain nombre de bébés font ça. Quelques trous noirs aussi, nous apprennent aujourd’hui des astronomes. Pas dans une cuisine, mais dans une galaxie. Pas avec des biscuits non plus, mais avec des étoiles…
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Dans la famille des trous noirs, il y a les trous noirs supermassifstrous noirs supermassifs que nous commençons à pas trop mal connaître, maintenant. Il y a aussi ceux que les astronomesastronomes appellent les trous noirs primordiaux et les trous noirs stellaires. Et enfin, les trous noirs intermédiaires. C'est justement de ceux-là d'une équipe de chercheurs de la Northwestern University (États-Unis) nous parle aujourd'hui.
La théorie annonce qu'ils existent. Quelque part entre les trous noirs de masse stellaire - issus de l'effondrementeffondrement d'étoiles qui ont au préalable explosé en supernova - et les trous noirs supermassifs - qui nichent au cœur des galaxies. Des trous noirs d'une masse intermédiaire comprise entre environ 10 et 10 000 fois la masse de notre Soleil. Des trous noirs qui auraient pu se former par fusion de trous noirs stellaires dans des amas d'étoilesétoiles denses ou par effondrement d'étoiles particulièrement massives. Mais les astronomes sont toujours en quête de preuves observationnelles indiscutables que l'on trouve bien de tels objets dans notre UniversUnivers.
Des chercheurs pensent bien avoir déjà découvert des preuves de l'existence de trous noirs intermédiaires. Mais leurs observations pourraient tout aussi bien, par exemple, s'avérer correspondre à des accumulations de trous noirs stellaires. Pour enfin distinguer les vrais trous noirs intermédiaires des faux, les astronomes ont besoin d'en savoir plus sur la manière dont ils se comportent. Et c'est précisément ce sur quoi les chercheurs de la Northwestern University ont travaillé.
La preuve que les astronomes attendaient ?
Ils ont développé de nouvelles simulations hydrodynamiques en trois dimensions de trous noirs de masses variables. Puis ils ont projeté dessus, des étoiles de la taille de notre Soleil. Des modèles d'étoiles, bien sûr. Composés de nombreuses particules dont ils pouvaient savoir à tout moment si elles restaient liées ou non à leur étoile d'origine. Individuellement. Parce qu'ils ont pu calculer la force gravitationnelleforce gravitationnelle qui agissait sur chaque particule.
Ce que les astronomes ont découvert, c'est qu'une étoile peut orbiterorbiter autour d'un trou noir intermédiaire jusqu'à cinq fois avant d'être finalement éjectée. À chacun de ses passages, le trou noir en croque un morceau. Un peu de matièrematière qu'il engloutit aussitôt. Avant de finalement expédier ce qui reste de l'étoile - un noyau difforme et incroyablement dense - à des vitessesvitesses fulgurantes à travers la galaxie. À la manière de ces étoiles exilées, des étoiles hyperrapides qui ont été découvertes par les chercheurs au centre de plusieurs galaxies.
Tout ce petit manège, prévoient les simulations, devrait conduire à un époustouflant spectacle de lumièrelumière. L'émissionémission de flashsflashs de plus en plus lumineux à mesure que l'étoile est déchiquetée. Une signature qui pourrait bien constituer enfin la fameuse preuve indiscutable de l'existence réelle des trous noirs intermédiaires. La chasse est ouverte...
Mais déjà, les chercheurs envisagent de relancer leurs simulations sur des types différents d'étoiles. Des étoiles géantes ou même des étoiles doubles. Afin de comprendre encore un peu plus comment les trous noirs intermédiaires pourraient fonctionner. Et d'identifier un maximum des empreintes qu'ils pourraient laisser dans notre Univers.
