Un trou noir unique en son genre détecté proche de la Terre

Des astronomes annoncent avoir découvert un chaînon manquant dans l’histoire des trous noirs… tout proche de la Terre. L’objet a été détecté avec le télescope spatial Hubble.Au cœur de l’amas d’étoiles Messier 4, à environ 6000 années-lumière de nous, se trouve une région de l’espace extraordinairement dense. Cette concentration de matière, équivalente à 800 fois la masse de notre Soleil, attire gravitationnellement les étoiles voisines, les faisant tournoyer comme des abeilles autour d’une ruche. Les chercheurs à l’origine de cette découverte pensent qu’il pourrait s’agir d’un trou noir de masse intermédiaire, un chaînon manquant dans notre compréhension de ces objets cosmiques.

Les trous noirs naissent de l’effondrement de grandes étoiles et grandissent en engloutissant gaz, poussières, étoiles et même d’autres trous noirs. Jusqu’à présent, nous connaissions deux catégories de trous noirs: ceux de masse stellaire, pesant de quelques fois à quelques dizaines de fois la masse du Soleil, et les trous noirs supermassifs, monstres cosmiques pouvant peser de quelques millions à 50 milliards de fois la masse du Soleil.

Les trous noirs de masse intermédiaire, dont la masse est théoriquement comprise entre 100 et 100 000 fois celle du Soleil, sont insaisissables. Bien que quelques candidats prometteurs aient été identifiés, aucun trou noir de cette catégorie n’a encore été confirmé. C’est un mystère pour les astronomes. En effet, si les trous noirs passent de la taille stellaire à la taille supermassive en se nourrissant continuellement, le manque de confirmations de l’existence de trous noirs intermédiaires suggère une lacune dans notre compréhension de ces objets.

En scrutant l’amas d’étoiles Messier 4, les chercheurs ont observé le mouvement des étoiles autour de son centre, décelant ainsi la présence d’une masse énorme, indétectable directement. « Nous avons une très petite région avec beaucoup de masse concentrée », a déclaré Eduardo Vitral, l’astrophysicien à la tête de l’étude.

L’amas globulaire Messier 4. En son centre se trouve le trou noir de taille intermédiaire.
Crédit: ESA/Hubble & NASA

Cette région se révèle plus dense qu’attendu si sa gravité était seulement produite par d’autres corps stellaires denses, comme des étoiles à neutrons ou des naines blanches. Pour leurs parts, il aurait fallu 40 trous noirs stellaires confinés dans un dixième d’année-lumière pour engendrer les mouvements d’étoiles observés. Les chercheurs ont donc conclu qu’il pourrait s’agir d’un trou noir de masse intermédiaire.

Néanmoins, avant de confirmer qu’il s’agisse bien d’un trou noir de cette catégorie, les chercheurs estiment avoir besoin d’effectuer des observationssupplémentaires. Ils espèrent pour cela obtenir des créneaux d’observations depuis le télescope spatialJames Webb, en complément du télescope Hubble.

Comme l’a souligné Timo Prusti, scientifique travaillant sur le télescope Gaia, « la science est rarement une question de découverte instantanée. Il s’agit de gagner en certitude pas à pas, et cela pourrait être un pas de plus vers la confirmation de l’existence des trous noirs de masse intermédiaire ».