L’Observatoire européen austral (ESO) a utilisé son Very Large Telescope (VLT) pour découvrir un trou noir jusqu’alors inconnu en dehors de la Voie lactée. Les astronomes ont découvert le trou noir en étudiant l’influence qu’il exerce sur une étoile proche. Cette découverte marque la première fois que la méthode de détection a été utilisée pour découvrir un trou noir en dehors de notre galaxie.
Le trou noir a été découvert dans un amas d’étoiles contenant des milliers d’étoiles à environ 160 000 années-lumière de la Terre. L’amas, appelé NGC 1850, contient des milliers d’étoiles et se trouve dans le Grand Nuage de Magellan, un voisin galactique de la Voie lactée. Au cours de l’enquête, les chercheurs ont examiné chaque étoile de l’amas, à la recherche de preuves de la présence de trous noirs sans être en mesure de voir un trou noir directement.
Les scientifiques pensent que puisqu’ils ont utilisé cette découverte pour trouver un trou noir, la même technique peut maintenant être appliquée pour découvrir des trous noirs cachés dans d’autres galaxies. Le trou noir découvert par l’équipe est environ 11 fois plus massif que le soleil, et il a été découvert par son influence gravitationnelle sur l’étoile en orbite autour du trou noir, qui est environ cinq fois plus massive que le soleil.
La méthode habituelle de découverte des trous noirs repose sur la détection des rayons X qu’ils émettent lorsqu’ils consomment de la matière ou des ondes gravitationnelles générées lorsque les trous noirs entrent en collision entre eux ou avec des étoiles à neutrons. Cependant, la difficulté de découvrir les petits trous noirs de masse stellaire réside dans le fait qu’ils ne produisent pas d’ondes gravitationnelles ni de rayons X. Selon l’équipe de recherche, la plupart des trous noirs de cette catégorie de masse ne sont découverts que de manière dynamique. Selon le chercheur Stefan Dreizler, lorsque les trous noirs sont de masse stellaire ou qu’ils se trouvent dans un système avec une étoile, le trou noir a un impact sur le mouvement de l’étoile de manière détectable, ce qui permet de découvrir les petits trous noirs à l’aide d’instruments sophistiqués.
Cette méthode de découverte est appelée méthode dynamique et pourrait permettre aux astronomes de découvrir beaucoup plus de trous noirs afin d’en savoir plus sur eux. En outre, les coauteurs de l’étude affirment que chaque détection d’un trou noir de ce type contribue à améliorer la compréhension des amas stellaires et des trous noirs qui y vivent. Une autre première dans cette découverte est qu’elle marque la première fois qu’un trou noir a été trouvé dans un jeune amas d’étoiles.
L’amas en question n’a qu’environ 100 millions d’années, ce qui est très jeune à l’échelle cosmique. La méthode dynamique pourrait permettre la découverte de trous noirs similaires dans d’autres amas et contribuer à la compréhension de la manière dont les trous noirs se développent en se nourrissant d’étoiles ou en fusionnant avec d’autres trous noirs. Pour comprendre le processus de vieillissement, les astronomes veulent également comparer les trous noirs les plus jeunes avec des trous noirs plus matures dans des amas d’étoiles plus anciens.
Dans le cadre de cette recherche, des données ont été recueillies pendant 24 mois à l’aide du Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) monté sur le VLT de l’ESO. L’observatoire se trouve dans le désert d’Atacama au Chili. MUSE permet aux astronomes d’observer des zones très fréquentées, notamment les régions les plus internes des amas stellaires. Grâce à l’instrument, la lumière de chaque étoile à proximité peut être analysée, ce qui permet d’obtenir des informations sur des milliers d’étoiles “en une seule fois”, fournissant au moins dix fois plus de données que tout autre instrument.
L’équipe a pu repérer une étoile dans l’amas dont le mouvement particulier signale la présence d’un trou noir. Le trou noir massif a ensuite été mesuré à l’aide des données de l’Optical Gravitational Lensing Experiment de l’université de Varsovie et du télescope spatial Hubble, ce qui a permis aux astronomes de mesurer la masse du trou noir et de confirmer leurs conclusions.
