Deux paires de trous noirs supermassifs en collision observées par la NASA révèlent des données précieuses sur l’Univers primitif

Cette découverte apporte des données précieuses sur la croissance des trous noirs dans l'univers primitif.

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La NASA annonce une découverte majeure : grâce à l’observatoire de rayons X Chandra, deux paires de trous noirs supermassifs sur des trajectoires de collision ont été détectées et observées dans des galaxies naines. Cette découverte, qui constitue la première preuve observationnelle d’une telle rencontre imminente, apporte des informations cruciales sur la croissance des trous noirs dans l’univers primitif.

La découverte a été rendue possible grâce à Chandra, capable d’observer les émissions de rayons X produites par la matière entourant les trous noirs. En analysant les observations en rayons X de Chandra, des chercheurs ont identifié deux paires de galaxies naines en collision. Les détails de la fusion des trous noirs et des galaxies naines offrent de précieux indices sur l’histoire de notre propre galaxie, la Voie lactée.

Les galaxies naines, dont la masse totale des étoiles est inférieure à 3 milliards de fois celle du Soleil – soit environ 20 fois moins que la Voie lactée – sont depuis longtemps soupçonnées de fusionner (en particulier dans l’univers jeune) pour former les grandes galaxies observées aujourd’hui. Toutefois, les premières générations de fusions de galaxies naines sont extrêmement difficiles à détecter en raison de la grande distance qui nous en sépare et de leur faible luminosité.

Une invitation à rêver, prête à être portée.

C’est pourquoi les chercheurs ont utilisé une méthode basée sur l’observatoire Chandra pour détecter des fusions de galaxies naines proches suffisamment lumineuses pour être observées. Cette méthode consiste en une enquête systématique des observations profondes de Chandra combinées aux données infrarouges de l’observatoire à grand champ Wide Infrared Survey Explorer de la NASA (WISE) et aux données optiques de l’observatoire Canada-France-Hawaï (CFHT) — implanté près du sommet du Mauna Kea à Hawaï.

L’équipe a ainsi pu identifier récemment deux paires de galaxies naines en collision. La première paire se situe dans le groupe de galaxies Abell 133, à environ 760 millions d’années-lumière de la Terre. Observée en lumière optique et dans les rayons X, cette paire, nommée « Mirabilis » en l’honneur d’une espèce de colibri en voie de disparition, semble être au stade avancé de la fusion. Il n’a été donné qu’un seul nom, car la fusion est presque complète.

Méthode de détection

La seconde paire se situe dans le groupe de galaxies Abell 1758S, à 3,2 milliards d’années-lumière de la Terre. Les deux galaxies naines, baptisées « Elstir » et « Vinteuil » par les chercheurs, sont observées dans les spectres visible et rayons X. Les galaxies sont reliées par un « pont » de gaz stellaire, résultant de leur interaction gravitationnelle.

collision paires trous noirs Chandra Mirabilis Elstir Vinteuil
Les fusions, observées dans les spectres visible et rayons X, montrent ici l’étape avancée de la fusion de « Mirabilis » et le début de la fusion entre « Elstir » et « Vinteuil ». Ces fusions de galaxies naines, moins massives que la Voie lactée, seraient cruciales pour la croissance des galaxies dans l’Univers primordial. © NASA/CXC/Univ. of Alabama/M. Micic et al.; Optical: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA

Cette paire de galaxies semble être au début de la fusion des trous noirs. La découverte d’une telle collision de galaxies naines apporte des informations précieuses sur la croissance des trous noirs supermassifs dans l’univers primitif. Les astronomes soupçonnent que la plupart des galaxies ont débuté leur existence en tant que galaxies naines ou d’autres types de galaxies plus petites, et ont grandi rapidement au fil des milliards d’années grâce aux fusions.

Une vidéo expliquant la découverte :

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