L’univers pourrait abriter des milliards, voire des milliers de milliards, de trous noirs supermassifs dont la masse dépasse au moins 100 000 fois celle du Soleil, selon une nouvelle étude. Ces objets mystérieux, souvent invisibles en raison de leur dissimulation derrière d’épaisses couches de gaz et de poussière, ont longtemps échappé aux observations. Aujourd’hui, grâce à de nouvelles techniques, des astronomes ont réussi à en identifier des centaines. D’après les résultats de leur étude, près de 35 % des trous noirs supermassifs sont dissimulés de cette manière.
Les trous noirs, objets parmi les plus fascinants du cosmos, se forment lorsque des étoiles massives s’effondrent sous l’effet de leur propre gravité. Cet effondrement donne naissance à des régions de l’espace où l’attraction gravitationnelle est si intense que même la lumière ne peut s’en échapper.
Si la présence d’un trou noir supermassif au centre de chaque grande galaxie est une hypothèse communément admise, bon nombre d’entre eux demeurent indétectables, rendant leur recensement particulièrement complexe. Pour mieux estimer leur nombre, notamment ceux situés dans notre région de l’Univers, les scientifiques concentrent leurs recherches sur l’étude des galaxies voisines.
Les astronomes peuvent détectés un trou noir notamment lorsqu’il absorbe la matière environnante. En s’approchant, cette matière est portée à des températures extrêmes et émet un rayonnement sous forme de lumière visible et de rayons X, révélant ainsi indirectement la présence du trou noir.
Cependant, tous ne présentent pas un tel éclat. Certains sont enveloppés de nuages de gaz et de poussière qui ne sont pas suffisamment chauffés pour briller, les rendant invisibles aux télescopes traditionnels.
35 % des trous noirs massifs dissimulés dans des nuages de gaz et de poussières
Dans une étude récente, une équipe d’astronomes a révélé que 35 % des trous noirs supermassifs pourraient être cachés dans ces nuages, un chiffre bien plus élevé que les précédentes estimations, qui tournaient autour de 15 %. Les chercheurs avancent même que cette proportion pourrait atteindre 50 %. Ces objets seraient notamment situés au cœur de galaxies lointaines, échappant ainsi aux méthodes d’observation classiques.
Publiée dans Astrophysical Journal, leur étude montre que les nuages de gaz masquant ces trous noirs émettent néanmoins un faible rayonnement infrarouge. « Même lorsqu’ils sont cachés, les poussières environnantes absorbent et réémettent cette lumière sous forme de rayonnement infrarouge, révélant ainsi leur présence », explique Poshak Gandhi, co-auteur de l’étude et professeur d’astrophysique à l’Université de Southampton. « En parallèle, les rayons X permettent d’observer à travers ces épais nuages de gaz, tout comme l’imagerie médicale aux rayons X permet d’examiner l’intérieur du corps humain ».
Pour mener à bien leurs recherches, les astronomes ont exploité les données de deux instruments permettant de détecter ces émissions infrarouges : le satellite infrarouge de la NASA (IRAS), qui a brièvement fonctionné dans les années 1980, et le Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), conçu pour capter les rayons X émis par la matière surchauffée entourant les trous noirs. « Je suis étonné de voir à quel point IRAS et NuSTAR se sont révélés utiles pour ce projet, d’autant plus que l’IRAS était opérationnel il y a plus de 40 ans », souligne Peter Boorman, co-auteur de l’étude et astrophysicien au Caltech, cité par Live Science.
Après avoir combiné les données recueillies, les chercheurs ont identifié des centaines de trous noirs potentiellement cachés. Grâce à des observations complémentaires menées avec des télescopes terrestres, ils ont pu confirmer certains candidats, tout en excluant d’autres objets qui se sont révélés être de jeunes galaxies en formation. Selon eux, cette approche pourrait être précieuse pour mieux comprendre la fréquence et la répartition des trous noirs supermassifs dans l’Univers.
Un trou noir
est un objet compact au champ gravitationnel si intense qu'aucune
matière ni aucun rayonnement ne peut s'en échapper. Puisque ces
astres n'émettent aucune lumière, ils ne peuvent être... [...]
Une galaxie est une grande structure cosmique composée d'un
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formées à différentes... [...]