Astronomie Détection d'un trou noir très rare par une technique inédite

Des scientifiques australiens ont annoncé la détection d'une espèce très rare de trou noir, de taille intermédiaire, par une technique inédite. Si la découverte est confirmée, elle comblera un vide qui intrigue les spécialistes de la physique des trous noirs.

Keystone-SDA

29.03.2021, 22:31

ATS

«C'est la première preuve de l'existence d'un trou noir de taille intermédiaire d'une telle masse», atteignant celle de 55'000 soleils, a dit à l'AFP James Paynter, doctorant à l'Ecole de Physique de l'Université de Melbourne. L'étude est parue lundi dans la revue Nature Astronomy.

Théorisé par Einstein, un trou noir concentre sa matière avec une telle densité qu'elle empêche jusqu'à la lumière d'échapper à sa force de gravitation.

Deux familles opposées

On n'en connait vraiment à ce jour que deux familles, radicalement différentes par leur taille. Les trous noirs stellaires, des petits Poucets formés par l'effondrement d'une étoile mourante sur elle-même, dont la masse va jusqu'à une dizaine de celle de notre soleil.

Et à l'autre extrémité, des ogres tapis au coeur de chaque galaxie, les trous noirs supermassifs. Comme «celui au centre de notre Voie lactée, qui fait quelques millions de masses solaires», explique Frédéric Gueth, directeur adjoint de l'Institut de radioastronomie millimétrique, basé à Grenoble. Les plus massifs atteignent plusieurs milliards de masses solaires.

Fort logiquement, «on s'est donc demandé s'il n'existait pas des trous noirs de masse intermédiaire», ajoute l'astrophysicien. Et si ceux-ci ne joueraient pas un rôle dans la genèse de leurs congénères supermassifs.

Les auteurs de l'étude remarquent que les indices de leur existence s'accumulent depuis quelques années. Des scientifiques ont annoncé en septembre dernier la découverte d'un premier trou noir de masse intermédiaire, de 145 masses solaires seulement.

Flashs lumineux

Les Australiens ont quant à eux identifié «leur» trou noir en analysant les données de sursauts gamma. Ces flashs lumineux, extraordinairement puissants, viennent d'événements comme l'explosion d'étoiles massives.

L'un d'eux, GRB 950830, a fait apparemment une drôle de rencontre sur le chemin jusqu'à notre Terre, depuis son lieu d'émission, à des milliards d'années-lumière, «dans les premiers âges de l'Univers».

Son signal lumineux a été enregistré avec une sorte d'écho, provoqué par son passage près d'un trou noir, qui a joué le rôle de «lentille gravitationnelle»: la masse du trou noir est si grande qu'elle déforme la structure de l'espace-temps et courbe le trajet de la lumière passant à sa proximité, en le dédoublant.

«Trou noir primordial»

C'est la mesure de ce décalage qui aurait permis de révéler la présence du trou noir et sa masse théorique. «Nous estimons qu'on pourrait compter 40'000 trous noirs intermédiaires dans notre galaxie», dit l'astrophysicienne Rachel Webster, co-auteure de l'étude.

Pour son collègue Eric Thrane, de l'Université australienne Monash, il pourrait s'agir d'un «trou noir primordial», créé dans l'enfance de l'Univers. D'une masse énorme, ces objets ont pu être «les précurseurs des trous noirs supermassifs», dont l'origine reste inexpliquée, écrit-il dans un communiqué.

Reste à confirmer cette découverte pour la rendre incontestable. Car comme le note M. Gueth, si les trous noirs de masse intermédiaire existent bien, «le fait qu'on n'en ait pas vraiment observé jusqu'ici indique qu'il n'y en a pas beaucoup, et qu'ils se forment dans des circonstances extrêmement particulières».