De nouvelles recherches montrent que le trou noir supermassif central de la Voie lactée s'est formé par fusion avec un autre trou noir il y a environ 9 milliards d'années. La découverte, utilisant les données du télescope Event Horizon, aide à expliquer la rotation rapide du trou noir et son désalignement avec la galaxie.
L’origine des trous noirs supermassifs – qui pèsent plus d’un million de fois la masse du soleil et se trouvent au centre de la plupart des galaxies – reste l’un des plus grands mystères de l’univers.
Aujourd’hui, des chercheurs du Centre d’astrophysique de l’UNLV Nevada (NCfA) ont trouvé des preuves convaincantes que le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée – Sagittaire A* (SgrA*) – a probablement été formé à la suite d’une fusion cosmique passée.
L’étude s’appuie sur les observations récentes du Event Horizon Telescope (EHT), qui a capturé la première image directe de Sagittarius A* en 2022, récemment publiée dans la revue Nature Astronomy. L'EHT est le résultat d'une collaboration de recherche mondiale qui synchronise les données de huit observatoires de radioastronomie existants dans le monde pour créer un télescope virtuel géant de la taille de la Terre.
Les astrophysiciens de l'UNLV, Yihan Wang et Bing Zhang, ont utilisé les observations EHT du Sagittaire A* pour rechercher des preuves de la façon dont il aurait pu se former. On pense que les trous noirs supermassifs se forment à la suite de longues périodes d’accrétion de matière ou de la fusion de deux trous noirs existants.
L'équipe de recherche de l'UNLV a étudié divers modèles de croissance pour comprendre la rotation rapide particulière et le désalignement de SgrA* par rapport au moment cinétique galactique. L’équipe a démontré qu’un événement de fusion majeur entre SgrA* et un autre trou noir supermassif, provenant peut-être d’une galaxie satellite, explique le mieux ces caractéristiques inhabituelles.
"Cette découverte ouvre la voie à notre compréhension de la croissance et de l'évolution des trous noirs supermassifs. Le désalignement élevé de la spin de SgrA* suggère qu'il pourrait avoir fusionné avec un autre trou noir, modifiant considérablement l'amplitude et la direction de sa rotation."
Grâce à des simulations sophistiquées, les chercheurs ont modélisé les effets de la fusion, en tenant compte de divers scénarios cohérents avec les propriétés de spin observées de SgrA*. Les résultats montrent que les fusions avec un rapport de masse de 4:1 et une configuration orbitale fortement inclinée peuvent reproduire les propriétés de spin observées par l'EHT.
"Cette fusion s'est probablement produite il y a environ 9 milliards d'années, après la fusion de la Voie lactée avec la galaxie Gaia-Encelade", a déclaré Zhang, professeur émérite de physique et d'astronomie à l'UNLV et directeur fondateur du NCfA. "Cet événement fournit non seulement des preuves de la théorie des fusions de trous noirs en couches, mais donne également un aperçu de l'histoire dynamique de la Voie lactée."
SgrA* est situé au centre de la Voie Lactée, à plus de 27 000 années-lumière de la Terre, et des outils de précision comme l’EHT peuvent fournir une imagerie directe pour aider les scientifiques à tester les théories prédictives.
Les chercheurs affirment que les résultats de l'étude auront un impact majeur sur les futures observations des prochains détecteurs d'ondes gravitationnelles spatiales, tels que l'antenne spatiale de l'interféromètre laser (LISA), dont le lancement est prévu en 2035 et qui devrait détecter des fusions de trous noirs supermassifs similaires dans l'univers.
Compilé à partir de/SciTechDaily