Un gigantesque trou noir faisant 40 milliards de fois la masse du Soleil a été découvert

L’un des objets astrophysiques les plus intrigants, le trou noir, peut théoriquement atteindre des masses inconcevables pour l’esprit humain. Selon les modèles et des observations indirectes, certains peuvent faire plusieurs milliards de fois la masse du Soleil. Récemment, des astronomes semblent avoir identifié un spécimen rare, Holm 15A*, faisant 40 milliards de masses solaires.

Il s’agit de l’un des trous noirs les plus imposants jamais découverts, et le plus massif identifié en traquant le mouvement des étoiles en orbite. Il a été identifié au centre de Holmberg 15A, une galaxie elliptique supergéante au noyau ultra-diffus, située à environ 700 millions d’années-lumière.

Des calculs antérieurs basés sur la dynamique de la galaxie et de son amas, Abell 85, avaient abouti à des premières estimations de masse bien supérieures pour Holm 15A* : jusqu’à 310 milliards de fois la masse du Soleil. Cependant, toutes les mesures impliquées étaient indirectes et donc moins précises.

Cette nouvelle étude par contre, marque la première mesure directe de l’effet gravitationnel du trou noir. Les résultats, déjà disponibles sur le site de pré-publication arXiv, devraient paraître dans la revue The Astrophysical Journal après examen par les pairs.

« Nous utilisons des modèles de Schwarzschild axisymétriques basés sur l’orbite pour analyser la cinématique stellaire de Holm 15A à partir de nouvelles observations spectrales à champ large et à haute résolution » écrivent les chercheurs dans leur article.

Les images ont été obtenues avec l’instrument MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) du Very Large Telescope (VLT), au Chili. Le trou noir supermassif identifié au centre de Holm 15A fait 4.0±0.80 × 10¹⁰ masses solaires. « C’est le trou noir le plus massif jamais découvert dans l’univers local par détection dynamique directe » peut-on lire.

Une place sur le podium des trous noirs les plus massifs jamais détectés

Sur la première place du podium cependant, il y a le quasar TON 618, qui renferme apparemment un trou noir atteignant 66 milliards de fois la masse du Soleil, estimé sur la base de mesures indirectes. Ce dernier détient donc le record du trou noir le plus massif jamais détecté indirectement.

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Mais cela n’enlève rien à la masse impressionnante de Holm 15A*, qui reste le trou noir le plus massif jamais découvert par détection directe, et dont le rayon de Schwarzschild serait d’environ 790 unités astronomiques (UA). Pour mettre cela en perspective, Pluton est en moyenne à 39.5 UA du Soleil. Une UA correspond approximativement à la distance Terre-Soleil, soit environ 150 millions de kilomètres. Essayez maintenant d’imaginer ce que représentent 790 UA… (bonne chance).

« Le trou noir supermassif de Holm 15A est non seulement le plus massif observé directement à ce jour, mais il est également quatre à neuf fois plus massif que prévu, compte tenu de la masse stellaire de la galaxie qui le contient et de la dispersion de sa vitesse stellaire » expliquent les chercheurs. « Nous constatons que les masses des trous noirs dans les galaxies à noyau, y compris Holm 15A, sont inversement proportionnelles à la luminosité de la surface stellaire centrale et à la densité de la masse, respectivement ».

Les chercheurs ont l’intention de continuer à étudier le véritable monstre cosmique qu’est Holm 15A*. Pour cela, ils vont entre autres effectuer une modélisation plus complexe et plus détaillée. Ils compareront ensuite les résultats nouvellement obtenus à ceux issus de leurs observations, pour tenter de comprendre exactement comment le trou noir s’est formé.