mercredi 17 septembre 2014

La Galaxie Naine et son Trou Noir Géant

Nous poursuivons notre série (involontaire) sur les trous noirs supermassifs… Cette découverte publiée aujourd’hui en vaut la chandelle. Une équipe d’astronomes vient en effet de trouver un trou noir supermassif, donc, mais dans une minuscule galaxie ! En fait il s’agit d’une configuration totalement inédite.



Cette galaxie est ce qu’on appelle une galaxie naine ultracompacte (une UCD, selon l’acronyme anglais, pour ultra compact dwarf), et se nomme M60-UCD1. Elle est située tout près de la grosse galaxie M60, à 54 millions d’années-lumière de nous.

La galaxie naine ultracompacte M60-UCD1
(NASA/Space Telescope Science Institute/ESA)
L’équipe menée par Anil Seth, de l’université de l’Utah, publie sa découverte dans Nature aujourd’hui. C’est avec le télescope spatial Hubble et le télescope Hawaïen Gemini North qu’ils ont observé attentivement ce qui se passait vers le centre de cette toute petite galaxie de 300 années-lumière de large seulement, mais contenant tout de même 140 millions d’étoiles.

L’émission X provenant de son centre avait intrigué la communauté. Pour en avoir le cœur net, les astronomes ont mesuré la vitesse de nombreuses étoiles peuplant la zone centrale de M60-UCD1.

L’étonnement fut vraiment grand lorsqu’ils découvrirent la valeur numérique de la masse invisible située au cœur de la galaxie et responsable du mouvement des étoiles mesurées : 21 millions de masses solaires ! Ce trou noir fait plus de 5 fois la masse du trou noir supermassif de notre galaxie (qui elle contient plusieurs centaines de milliards d’étoiles et un diamètre 600 plus grand que cette minuscule). C’est simple, à lui seul, le trou noir supermassif de M60-UCD1 représente 18% de la masse totale des étoiles de sa galaxie. Du jamais vu.

Les astronomes pensent maintenant tenir une nouvelle classe de galaxies, et reconnaissent désormais le rôle prédominant que peuvent avoir les trous noir supermassifs sur l’évolution des galaxies. Et Seth et ses collègues avancent une explication à l’existence de cette bizarrerie cosmique : comme une si petite galaxie ne semble pas pouvoir avoir créé un tel trou noir, il se pourrait qu’elle ait été dans le passé beaucoup plus grosse… 
Etant très près de la galaxie M60, les auteurs proposent l’idée que les deux galaxies auraient pu subir une collision il y a plus de deux milliards d’années, M60 ayant fini par arracher une très grande partie des étoiles de M60-UCD1, qui contenait alors 10 milliards d’étoiles, et qui devint brutalement comme peau de chagrin… mais tout en conservant son trou noir supermassif de grosse galaxie… Soit dit en passant, M60 possède elle-aussi un monstrueux trou noir dans son centre, mais lui de 4,5 milliards de masses solaires!

Jusqu’à aujourd’hui, on pensait impossible que de telles galaxies naines ultracompactes puissent abriter un trou noir supermassif. Et comme il y a presque autant de galaxies naines ultracompactes que de grosses galaxies dans notre Univers proche, le nombre total de trous noirs supermassifs pourrait tout simplement passer du simple au double.
C’est désormais ce que va essayer de démontrer Anil Seth et ses collègues allemands en s’intéressant de plus près à d’autres galaxies proches de type UCD.


Référence :
A supermassive blackhole in an ultracompact dwarf galaxy
A. Seth et al.
Nature 513, 398–400 (2014).