mercredi 21 février 2018

RGG 118, la galaxie naine qui abrite le trou noir supermassif actif le plus petit


RGG 118 (aussi appelée SDSS 1523+1145) est une galaxie naine proche possédant environ 2 milliards de masses solaires en étoiles. Elle possède également un trou noir supermassif parmi les plus petits que nous connaissons, avec une masse de seulement 50000 masses solaires. Mais ce trou noir est actif, il absorbe du gaz, ce qui produit un rayonnement important. La structure de cette galaxie peu visible vient d'être observée avec le télescope spatial Hubble.




Vivienne Baldassare (Yale University) et ses collègues Etats-Uniens ont observé la petite galaxie dans différentes longueurs d'onde, de l'UV jusqu'au proche infra-rouge avec la Wide Field Camera 3 de télescope Hubble. Ils souhaitaient analyser sa structure et sa morphologie. Les images qu'ils obtiennent permettent d'identifier la présence d'un pseudo-bulbe dans sa partie centrale et d'un petit disque spiral dans ces régions plus externes. Les chercheurs ont mesuré la luminosité et la masse du "pseudo-bulbe" pour les comparer avec la masse du trou noir central. Or, il existe une relation empirique entre la masse d'un trou noir supermassif et la masse ou la luminosité du bulbe de la galaxie hôte. Nous avons vu récemment que cette loi n'était pas respectée pour les galaxies très massives. Qu'en est-il pour les galaxies naines ? Et bien Vivienne Baldassare et son équipe montrent dans leur étude que publie The Astrophysical Journal Letters, que cette petite RGG 118 ne respecte pas non plus le relation liant masse du trou noir supermassif et masse (ou luminosité) du bulbe. 
Son trou noir supermassif est 10 fois trop petit, si ce type de galaxie devait suivre la relation. Il faut dire que ce trou noir est le plus petit trou noir supermassif actif connu. En cohérence avec des études antérieures, ils fixent une limite sur la masse du trou noir supermassif en dessous de laquelle la relation d'échelle doit être brisée : 1 million de masses solaires.

Les astrophysiciens concluent que les trous noirs situés dans des galaxies dominées par leur disque (donc avec un petit bulbe) doivent avoir grossi plus lentement que ceux situés dans des galaxies plus grosses possédant un bulbe central plus "normal", par un processus lent de grossissement interne basé sur une accrétion de gaz aléatoire. A l'inverse, les galaxies plus imposantes auraient une croissance de leur trou noir dominée par le phénomène de fusions galactiques, qui apporteraient de grosses quantités de gaz frais facilitant un grossissement rapide du trou noir central.



Source

Hubble Space Telescope Imaging of the Active Dwarf Galaxy RGG 118
Vivienne F. Baldassare et al .
The Astrophysical Journal 850, 196 (1 décembre 2017)


Illustrations 

1) RGG 118 imagée par le télescope spatial Hubble (NASA/ESA)

2)  Relation liant la masse du trou du bulbe galactique (en abscisse) et la masse du trou noir supermassif (en ordonnée), les axes sont en logarithmique (9 = 1 milliard). Le point correspondant à RGG 118 se trouve tout en bas (adapté de Baldasse et al.)