Cette nouvelle étude suggère que les trous noirs supermassifs peuvent entrer en collision de manière spectaculaire à travers tout l’Univers

Les scientifiques ont déjà suspecté que les trous noirs supermassifs pouvaient fusionner ensemble, et ont déjà observé ces collisions cosmiques à plus petite échelle. À présent, de nouvelles recherches étayent l’hypothèse et révèlent la preuve que cela pourrait bien se produire partout dans l’Univers.

Les astronomes qui étudient les cartes radio détaillées des jets astrophysiques (ou jets relativistes lorsqu’ils atteignent des vitesses proches de celle de la lumière), de puissants faisceaux de matière ionisée projetés par des trous noirs, ont découvert un nombre étrangement élevé de scénarios correspondant à un trou noir binaire, soit à un système binaire composé de deux trous noirs en orbite l’un autour de l’autre.

Selon les chercheurs, ces systèmes binaires vont probablement aboutir à des fusions à une échelle supermassive : avec des galaxies entières s’engloutissant les unes les autres, et les trous noirs supermassifs situés à leurs centres se rejoignant et fusionnant pour créer des forces encore plus grandes qu’auparavant.

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Il s’agit là d’idées fondamentales sur le fonctionnement et l’évolution de l’Univers. « Nous avons étudié les jets dans différentes conditions pendant longtemps avec des simulations informatiques », explique l’un des membres de l’équipe, l’astronome Martin Krause, de l’Université du Hertfordshire au Royaume-Uni.

Puis, les chercheurs ont comparé ces simulations sur ordinateur aux données de carte radio recueillies à partir de la série de télescopes MERLIN afin de détecter des signes de précession : des altérations apparentes quant à l’orientation de l’axe de rotation d’un objet, suggérant un lien binaire entre deux trous noirs qui s’attirent et se repoussent entre eux.

Sur les 33 sources de jets étudiées, 24 (soit 73%) correspondaient au type de comportement auquel on pourrait s’attendre de la part d’un trou noir binaire. Et selon les chercheurs, cela pourrait arriver souvent : « lors de cette première comparaison systématique des cartes radio haute résolution provenant des sources radio les plus puissantes, nous avons été étonnés de trouver des signatures compatibles avec la précession des jets dans trois quarts des sources observées », a déclaré Krause.

Bien tendu, il faut noter qu’il sera très difficile d’observer directement ces fusions supermassives de trous noirs : cela dépasse probablement les capacités de notre technologie actuelle. Mais, au moins, les premiers signes sont positifs et encourageants ! Et comme d’habitude dans ce type d’études, certaines hypothèses sont émises sur la manière d’interpréter les données : plusieurs explications sont possibles. Et c’est ainsi que nous pourrons résoudre les mystères de l’espace, une preuve à la fois.

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Vient d’abord l’hypothèse éclairée, puis, espérons-le, la preuve : qu’il s’agisse d’un trou noir qui éjecte de la matière deux fois, ou qu’il s’alimente à partir d’un champ magnétique par exemple. Dans ce cas, si les astronomes ont bel et bien raison, alors cela pourrait nous permettre d’en apprendre plus sur la formation des galaxies.

En effet, les nouvelles étoiles naissent de gaz froid, ce que les jets chauds empêchent — et si ces jets tournent par paires plutôt que d’être fixés au même endroit, cela aura des conséquences sur le nombre d’étoiles qu’une galaxie peut produire.

Pour l’instant, ce genre d’analyse devra attendre. Effectivement, dans un premier temps, nous devrons peut-être ajuster nos attentes en fonction du nombre de trous noirs binaires (et de fusions de trous noirs supermassifs ultérieures). « La proportion élevée de trous noirs binaires rapprochés dans des sources de jet puissantes pourrait suggérer que des trous noirs supermassifs sont généralement susceptibles de se développer sous la forme d’un système binaire », concluent les chercheurs.

Sources : Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Royal Astronomical Society