La grande majorité des trous noirs connus appartiennent à deux catégories, selon leurs dimensions. Les plus petites, d’à peine quelques kilomètres de diamètre, se forment après l’effondrement gravitationnel d’une étoile et sont souvent identifiées par le fait que beaucoup d’entre elles font partie de systèmes stellaires doubles : on les voit grâce aux effets qu’elles produisent sur leurs étoiles compagnes, auxquelles elles volent souvent de grandes quantités de matière.
Les trous noirs supermassifs
Les plus grandes, dont les masses correspondent aux millions et même les milliards de soleils, résident dans le centre de la plupart des galaxies. Ce sont les trous noirs supermassifs, ceux qui, grâce à leur énorme gravité, sont capables de tenir ensemble et de faire tourner autour d’eux les centaines de milliards d’étoiles qui composent les galaxies.
Et puis il y a ceux de taille intermédiaire, comme celui que les astronomes japonais viennent de trouver. Ses dimensions sont celles d’une planète (l’une des plus grandes dans ce cas-ci) ou même celles d’une étoile. Ils sont beaucoup plus rares à voir que ceux des deux autres catégories, et la raison en est qu’ils errent seuls dans l’espace. Ils ne font pas partie des systèmes binaires et les quelques connus errent très près des centres galactiques. Nous ne pouvons les voir qu’en de rares occasions lorsqu’ils rencontrent une sorte de matériel (un nuage de gaz ou une étoile malchanceuse) et commencent à le dévorer.
Un trou noir intermédiaire ?
Et maintenant nous sommes juste devant une de ces occasions. L’astronome Shunya Takekawa et son équipe ont en effet réussi à détecter une série d’ondulations dans un nuage de gaz interstellaire qui suggère la présence d’un trou noir de masse intermédiaire traversant notre galaxie.
En particulier, l’équipe de recherche a pu observer une série de courants gazeux autour d’une source gravitationnelle invisible située 26 000 années lumière du centre de la voie lactée. En utilisant le télescope Atacama Large Millimeter Array (ALMA) au Chili, les scientifiques ont pu déterminer la forme du nuage, qui est une accumulation centrale de gaz entourée de courants plus faibles.
Quand j’ai examiné les données ALMA, explique Takekawa, j’étais très excité car le gaz observé présentait des mouvements orbitaux évidents, suggérant fortement la présence d’un objet invisible et très massif en attente.
Ces accumulations de gaz sont appelées nuages compacts à grande vitesse et sont généralement formées par collision avec une supernova en pleine expansion, provoquant l’expansion du nuage, ou par collision avec d’autres nuages interstellaires, laissant un motif “V” caractéristique. Mais cette fois, les scientifiques n’ont pu voir ni l’un ni l’autre de ces deux éléments. Au lieu de cela, ils ont vu les flux gazeux en orbite autour du noyau central très rapidement, ce qui implique la présence de quelque chose d’autre qui les attire.
Pour les chercheurs, ce autre chose a une bonne chance d’être un trou noir de la taille de Jupiter. Comme nous l’avons mentionné plus haut, il est très rare de trouver des traces de trous noirs de masse intermédiaire. Deux autres trous noirs de masse similaire sont connus, par exemple, près du centre de notre galaxie.
On pense que certains de ces trous noirs de masse intermédiaire ont pu être engloutis par le Sagittaire A*, le trou noir supermassif central de la Voie lactée (dont la masse est environ quatre millions de soleils), mais d’autres ont pu échapper à ses pinces et se balader encore.
Selon Takekawa
Selon Takekawa, ces trous noirs se déplacent relativement rapidement par rapport au gaz qui les entoure, de sorte qu’ils n’en absorbent qu’une petite partie et produisent donc très peu de lumière. Pour le chercheur, il faudra probablement environ 10 000 ans pour que ce trou noir consomme tout le gaz qui a servi à révéler sa position.
On croit qu’il pourrait y avoir beaucoup plus de trous noirs de masse intermédiaire lâches. Le problème est qu’ils sont impossibles à détecter à moins qu’ils n’interagissent avec la matière voisine, comme c’est le cas avec ce trou noir particulier. Il est bien sûr troublant de penser qu’un nombre indéterminé de ces monstres invisibles parcourent la galaxie sans même s’en rendre compte.