25 novembre 2019

 

Trois trous noirs centraux supermassifs pour une seule galaxie !

 
Alors que les galaxies importantes comme la Voie lactée sont généralement composées de centaines de milliards d'étoiles et hébergent en leur centre un trou noir d'une masse de plusieurs millions à plusieurs centaines de millions de masses solaires, NGC 6240 en comporte trois, formant un système triple.

En raison de sa forme irrégulière, les astronomes considéraient que NGC 6240 s'était formée suite à la collision de deux galaxies plus petites, et que son noyau renfermait donc deux trous noirs. Ces ancêtres galactiques se sont interpénétrés à une vitesse de plusieurs centaines de kilomètres par seconde, et à l'heure actuelle, sont toujours en train de fusionner. Etudiée en détail et sous toutes les longueurs d'onde, NGC 6240, située à quelque 300 millions d'années-lumière de nous, est considérée comme un prototype pour l'étude des collisions de galaxies.
 

 

 
La galaxie irrégulière NGC 6240 vue par le télescope spatial Hubble. Crédit : NASA / ESA.
 

Aujourd'hui, une équipe de recherche internationale (Allemagne, Israel, Espagne, France) dirigée par des scientifiques de Göttingen et de Potsdam (Allemagne) a prouvé pour la première fois que la galaxie NGC 6240 contenait trois trous noirs supermassifs. Les observations uniques, publiées dans la revue Astronomy & Astrophysics, montrent les trous noirs proches les uns des autres au cœur de la galaxie.

 

Le professeur Wolfram Kollatschny

"Grâce à nos observations avec une résolution spatiale extrêmement élevée, nous avons pu montrer que le système de galaxie en interaction NGC 6240 héberge non pas deux - comme supposé précédemment - mais trois trous noirs supermassifs au centre", rapporte le professeur Wolfram Kollatschny de l'Université de Göttingen, auteur principal de l'étude. Chacun des trois poids lourds accuse une masse de plus de 90 millions de soleils, l'ensemble étant confiné dans un volume de moins de 3000 années-lumière de diamètre, c’est-à-dire moins d’un centième de la taille totale de la galaxie. "Jusqu'à présent, une telle concentration de trois trous noirs supermassifs n'avait jamais été découverte dans l'univers", ajoute le Dr Peter Weilbacher de l'Institut d'astrophysique Leibniz de Potsdam."

La découverte d'un tel système triple est d'un importance fondamentale pour une meilleure compréhension de l'évolution des galaxies au fil du temps. Jusqu'à présent, il n'avait pas été possible comment les galaxies les plus grandes et les plus massives que nous connaissons dans notre environnement cosmique ont pu se former, simplement sur la base d'interactions normales et de processus de fusion simultanée de galaxies au cours des 14 milliards d'années d'existence de l'Univers. Selon Peter Weilbacher, la présence de plusieurs trous noirs supermassifs centraux pourrait accélérer l'évolution de telles galaxies, et cette observation constitue le premier pas dans la vérification de ce scénario.

Cette étude a été effectuée au moyen du télescope VLT (Very Large Telescope) de 8 mètres de diamètre exploité par l'observatoire européen austral au Chili. Le spectrographe 3D MUSE a été utilisé en mode haute résolution spatiale, avec un système d'optique adaptative utilisant quatre étoiles artificielles laser. Cette technologie permet d'obtenir des images d'une netteté similaire à celles du télescope spatial Hubble, mais permet en outre d'obtenir un spectre pour chaque pixel de l'image. Ces spectres ont été déterminants dans l'étude et la mesure du mouvement et des masses des trois trous noirs supermassifs de NGC 6240.

Jean Etienne

Source principale :

Wolfram Kollatschny et al. NGC6240: A triple nucleus system in the advanced or final state of merging. Université de Göttingen, 21 novembre 2019.

GC 6240: A triple nucleus system in the advanced or final state of merging. Astronomy & Astrophysics. Doi: 10.1051/0004-6361/201936540. 

 
 
NGC 6240 abrite trois trous noirs supermassifs en son centre : le trou noir nord (N) est actif et était connu auparavant ; la nouvelle image agrandie à haute résolution spatiale montre que la composante sud consiste en deux trous noirs supermassifs (S1 et S2) ; la couleur verte indique la distribution du gaz ionisé par le rayonnement entourant les trous noirs ; les lignes rouges indiquent les contours de la lumière des étoiles de la galaxie.
La longueur de la barre blanche correspond à 1 000 années-lumière.
Crédit image : P. Weilbacher, Institut d'astrophysique Leibniz de Potsdam / NASA / ESA / Hubble Heritage / Collaboration STScI / AURA / Hubble / A. Evans, Université de Virginie à Charlottesville / NRAO / Université Stony Brook.

Cliquer sur l'image pour agrandir.
 

 
 
 
 

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