Pourquoi ce trou noir a été si difficile à trouver ?

Les chercheurs savaient qu’ils existaient mais c’est la première fois qu’ils découvrent un trou noir « dormant ». Et pour cause, ils sont très compliqués à détecter.

ESPACE - C’est une première. Un trou noir à l’état dormant a été découvert par une équipe d’experts internationaux. Ils ont publié leur recherche dans Nature Astronomy, le 18 juillet dernier. Prénommé VFTS 243, il leur aura fallu 6 ans d’observation avec le Très grand Télescope (VLT) de l’Observatoire européen austral (ESO) au Chili, pour trouver ce trou noir dans le Grand nuage de Magellan, une galaxie voisine de la nôtre.

Trouver un trou noir dormant, un vrai casse-tête

« Nous avons identifié une aiguille dans une botte de foin », déclare Tomer Shenar, auteur principal de l’étude. De manière générale, on repère un trou noir lorsqu’une étoile tourne autour de lui. La matière composant cette étoile est en partie piégée par le trou noir et c’est en détectant les mouvements de cette matière qui émet des rayons X qu’on le repère dans l’espace. Mais ici, le trou noir n’en émet aucun, et pour cause : « L’étoile vivante (d’environ 25 fois la masse du Soleil) est suffisamment éloignée pour ne pas être mangée », explique Hugues Sana de l’Université de Louvain et coauteur de l’étude.

Pour trouver VFTS 243, la collaboration a recherché près de 1000 étoiles massives dans la région de la nébuleuse de la Tarentule du Grand Nuage de Magellan, à la recherche de celles qui pourraient avoir des trous noirs comme compagnons. Mais il est extrêmement difficile d’identifier ces compagnons comme des trous noirs, car il existe de nombreuses autres possibilités.

« En tant que chercheur ayant démystifié des trous noirs potentiels ces dernières années, j’étais extrêmement sceptique quant à cette découverte », déclare Tomer Shenar. Ce scepticisme était partagé par le coauteur Kareem El-Badry du Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian aux États-Unis, que Tomer Shenar appelle le « destructeur de trous noirs ». « Lorsque Tomer m’a demandé de vérifier ses résultats, j’avais des doutes. Mais je n’ai pas pu trouver d’explication plausible pour les données qui n’impliquaient pas un trou noir », explique Kareem El-Badry.

Différents types de trous noirs

Il existe principalement deux types de trous noirs. Celui qui a été découvert est un trou noir de masse stellaire. Ce type de trou noir a une masse pouvant aller jusqu’à 20 fois celle du Soleil. Il se forme lorsque le cœur d’une étoile s’effondre provoquant souvent une explosion appelée supernova. Mais le phénomène peut varier, la preuve avec VFTS 243 qui a une autre particularité : les scientifiques n’ont détecté aucun signe d’explosion.

Maïca Clavel, Astrophysicienne CNRS à l’Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble explique que c’est un phénomène qui a déjà été théorisé : « Il y a des articles qui disent que si l’étoile est vraiment très massive, il n’y a pas la liberté pour que la matière puisse s’échapper et donc il y a vraiment tout qui tombe d’un coup. »

L’autre type de trous noirs est dit supermassif. Ils font au moins un million de fois la masse du Soleil. Si les scientifiques ne savent pas très bien comment ils se sont formés, ce qu’il faut surtout retenir c’est qu’ils sont au centre des galaxies. Le nôtre par exemple, celui se situant au centre de la Voie lactée s’appelle Sagittarius A*

Un trou noir supermassif est suffisamment puissant pour avaler une étoile, mais rassurez-vous, en ce qui concerne notre galaxie et plus particulièrement le Soleil, il n’y a pas grand-chose à craindre, comme le détaille Maïca Clavel: « Il faut vraiment s’approcher extrêmement proche du trou noir pour être aspiré. Or, le trou noir supermassif au centre de notre galaxie se situe à 27.000 années-lumière de nous. Donc si on allait à la vitesse de la lumière en direction de Sagittarius A*, il faudrait 27.000 ans pour y arriver. En plus, notre Soleil tourne autour du centre de notre galaxie à environ 220km/s. Donc il ne va pas dans la bonne direction, ni à la bonne vitesse. Il y a donc zéro risque qu’on rencontre le trou noir au centre de notre galaxie. »

Il existerait un troisième type de trous noirs situé entre ceux de masse stellaire et les supermassifs. Ils sont appelés les trous noirs intermédiaires et ils feraient quelques milliers de masses solaires. Malheureusement, on n’en a encore jamais découvert.

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