Les astronomes pensent avoir trouvé l’un des plus grands trous noirs jamais vus

En 1931, un physicien indo-américain Subrahmanian Chandrasekhar Il a proposé une solution à la théorie générale de la relativité d’Einstein, qui postulait l’existence de trous noirs. En 1972, les astronomes ont obtenu la première preuve définitive que ces objets existent dans notre univers. Les observations des quasars et du centre de la Voie lactée ont également révélé que la plupart des galaxies massives ont des trous noirs supermassifs (SMBH) en leur centre. Depuis lors, l’étude des trous noirs a révélé que ces objets varient en taille et en masse, et vont des micro trous noirs (MBH) et des trous noirs intermédiaires (IMBH) aux SMBH.

À l’aide de simulations astronomiques et d’une technique connue sous le nom de lentille gravitationnelle, une équipe internationale d’astrophysiciens a découvert ce qui pourrait être Le plus grand trou noir jamais observé. Ce trou noir supermassif (UMBH) a une masse d’environ 30 milliards de fois la masse de notre Soleil et est situé près du centre de l’amas de galaxies Abell 1201, à environ 2,7 milliards d’années-lumière de la Terre. C’est la première fois qu’un trou noir est découvert à l’aide d’une lentille gravitationnelle, et cela pourrait permettre à des études qui regardent plus loin dans l’espace de trouver des trous noirs et d’approfondir notre compréhension de leur taille et de leur ampleur.

L’étude a été menée par des chercheurs de Centre d’astronomie extragalactique (CEA) à l’Université de Durham, W Institut Max Planck d’astrophysique (MPIA) et le centre de recherche Ames de la NASA. Il conduisait Dr James Nightingalepost-doctorante au CEA, avec le soutien de Agence spatiale britannique (UKSA), et Société royalele Conseil des installations scientifiques et technologiquespour (STFC), et Conseil européen de la recherche (ERC). L’article décrivant leurs découvertes est paru récemment dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

La lentille gravitationnelle (GL) fait référence à un phénomène prédit par la relativité générale, qui décrit comment la courbure de l’espace-temps est déformée par la présence d’objets massifs. Cette technique implique que les astronomes utilisent des objets massifs au premier plan (tels que des galaxies ou des amas de galaxies) pour amplifier la lumière d’objets distants. Cela permet aux astronomes d’étudier des objets qui seraient autrement inaccessibles, soit en raison de la distance, soit de la présence d’autres objets le long de la même ligne de visée. Cette technologie permet également aux astronomes d’étudier des objets plus éloignés, comme l’amas Abell 1201.

Le Dr Nightingale et ses collègues ont commencé à étudier cet amas en 2004 lorsque le professeur Alastair Edge, un collègue astronome de l’Université de Durham et l’un des auteurs de cet article, a examiné des images d’un relevé galactique et a remarqué une lentille géante à proximité. Pour cette étude, le Dr Nightingale, le professeur Edge et leurs collègues ont consulté les données du télescope spatial Hubble (HST) dans plusieurs bandes, y compris la lumière visible, les rayons X et d’autres longueurs d’onde. Suite à ce que Hubble a vu il y a des années, l’équipe a comparé les données avec de nouvelles simulations Appareil de beauté Dirac 8 (COSMA8) Supercalculateurs de l’Université de Durham.

utilisation de logiciels open source (PyAutoLens) sur lesquels les astronomes s’appuient pour modéliser des lentilles puissantes, l’équipe a simulé la lumière voyageant entre Abell 2021 et la Terre des milliers de fois. Chaque simulation impliquait un trou noir d’une masse différente et comment cela affecterait la façon dont la lumière se déplace au cours des 2,7 milliards d’années pour atteindre la Terre. Leurs résultats ont montré que l’UMBH située dans la galaxie de premier plan, plus de 30 milliards de fois la masse de notre Soleil, expliquerait ce que Hubble a vu. Les trous noirs de cette masse massive sont rarement vus par les astronomes, et cette découverte (si elle est confirmée) marquerait le plus grand trou noir jamais découvert.

De plus, c’était la première fois que les astronomes utilisaient la technique GL pour détecter un tel trou noir supermassif. De plus, cela pourrait aider les astronomes à en savoir plus sur les trous noirs supermassifs et les trous noirs dormants à l’avenir. Normalement, les astronomes sont largement limités à l’étude des trous noirs actifs en raison de leur luminosité dans plusieurs longueurs d’onde. Cela est dû au fait que le gaz et la poussière sont attirés vers les trous noirs, formant des disques étroitement liés qui sont accélérés à des vitesses proches de la vitesse de la lumière (également appelée vitesse relativiste).

Cela fait que la matière dans le disque devient très énergétique, émettant un rayonnement dans la lumière visible, l’infrarouge, les rayons X, les ondes radio et d’autres longueurs d’onde. La même chose se produit lorsque la matière tombe et s’accumule sur la face d’un trou noir, et qu’elle est déchirée au niveau subatomique. C’est une caractéristique des noyaux galactiques actifs (AGN), dans lesquels le centre galactique brille plus que toutes les étoiles des disques galactiques. Cette étude a montré comment les trous noirs inertes, nettement moins lumineux, peuvent être déduits de la présence d’un fort GL.

L’équipe espère que cette étude conduira à des explorations plus approfondies des trous noirs, qui bénéficieront de la nouvelle classe de télescopes de 30 mètres qui deviendront opérationnels dans un avenir proche. Ceux-ci inclus Un très grand télescope (ELT), et Télescope géant de Magellan (GMT) f Télescope de trente mètres (TMT), qui combinera une plus grande sensibilité avec une optique adaptative et des interféromètres. Combiné à une meilleure analyse des données et à de nouvelles méthodes, il est probable que les astronomes seront en mesure d’étudier les trous noirs distants et d’obtenir des informations supplémentaires sur ces planètes géantes.

Lecture complémentaire : Université de DurhamEt MNRAS