Vova Krasen
0 
2184
569
À environ 10 millions d'années-lumière de la Terre, une galaxie floue nommée Mirach's Ghost peut aider à percer un sombre mystère: d'où proviennent les plus grands trous noirs de l'univers. Mais cette galaxie fantomatique a également approfondi le mystère entourant la naissance de ces objets.
Un trou noir est une singularité, une région de l'espace-temps où la matière est devenue trop dense pour se maintenir et s'est effondrée en un point sans forme. Les trous noirs supermassifs (SMBH) sont des monstres cosmiques, pesant souvent des milliards de fois la masse de notre soleil, par rapport à la masse des étoiles lourdes qui forment des trous noirs ordinaires. Ils sont assis au centre de grandes galaxies, aspirant du gaz et fouettant les étoiles avec leurs immenses gravités. Il y en a un au centre de la Voie lactée et un encore plus grand au centre de la Galaxie Vierge Une que les astronomes ont photographiée. Mais on ne sait toujours pas comment ces objets mammouths se sont formés.
Les physiciens pensent qu'il y a deux possibilités: peut-être que les SMBH sont des caractéristiques anciennes de l'univers, des objets qui se sont directement effondrés hors de la masse chaude traversant l'espace après le Big Bang. Ou peut-être qu'ils se sont formés comme tous les autres trous noirs de l'univers: à la suite des détonations d'étoiles mourantes. Si cette dernière explication était correcte, les SMBH auraient commencé petit et auraient pris une masse supplémentaire au cours des éons en engloutissant la poussière et d'autres étoiles..
En relation: 9 faits sur les trous noirs qui vous épateront
"Le problème est que dans les deux cas, la plupart des trous noirs ont considérablement augmenté depuis leur naissance, engloutissant des nuages de gaz et de poussière qui tourbillonnent autour d'eux", a déclaré Timothy Davis, astrophysicien à l'Université de Cardiff au Pays de Galles. «Cela les alourdit et rend difficile la détermination de la masse avec laquelle ils ont commencé leur vie».
Alors Davis et ses collègues sont allés à la recherche des plus petites PME qu'ils pouvaient trouver.
Ces petits supermassifs, a-t-il dit, "n'ont pas eu la chance de consommer de grandes quantités de matière dans leur passé, [donc en les étudiant nous] nous rapprochons] de révéler à quoi les SMBH ont dû ressembler lorsqu'ils ont été formés."
Les chercheurs ont étudié le SMBH au centre de la galaxie "Mirach's Ghost" (ainsi nommé parce que de la Terre la galaxie ressemble à une apparition près de l'étoile Mirach), en utilisant une nouvelle technique pour déterminer sa masse.
En relation: Les plus grands mystères non résolus de la physique
S'appuyant sur les données de l'Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) au Chili, les chercheurs ont mesuré la vitesse du gaz monoxyde de carbone alors qu'il tournoyait vers le SMBH au centre de la galaxie fantôme de Mirach..
"Tout comme l'eau circulant autour d'un trou de prise, ce gaz va de plus en plus vite à l'approche du trou noir", a déclaré Davis.
Ce tourbillon est un produit de la masse du trou noir, de sorte que la vitesse du tourbillon - mesurée avec précision - peut indiquer aux chercheurs le poids du trou noir. Les images d'ALMA, avec une résolution de 1,5 année-lumière (très détaillée pour un objet aussi éloigné), ont rendu cela possible. Ce SMBH, ont-ils découvert, a une masse inférieure à 1 million de fois celle de notre soleil - un bébé selon les normes SMBH. Sur la base des estimations de sa croissance depuis sa naissance, il pesait probablement moins de 500000 fois la masse de notre soleil à sa naissance, a déclaré Davis..
CONTENU CONNEXE-L'univers: du Big Bang à maintenant en 10 étapes faciles
-Les 15 galaxies les plus étranges de notre univers
-101 images d'astronomie qui vous épateront
Cela ne prouve aucune des histoires d'origine correcte, ont constaté les chercheurs. Mais cela fait quelque peu pencher la balance par rapport au modèle d'effondrement direct, excluant entièrement les versions plus extrêmes de la théorie de l'effondrement direct. Certaines théories d'effondrement direct ne permettent pas du tout à des SMBH aussi petits de se former.
Pourtant, l'origine des trous noirs est un mystère. Un problème: d'autres observations ont montré que de très grandes SMBH existaient sous leur forme actuelle très peu de temps après le Big Bang, ce qui défie nos hypothèses sur la vitesse à laquelle les trous noirs peuvent se développer..
«Nous connaissons deux façons principales de fabriquer des SMBH, et aucune de celles-ci ne peut créer directement des trous noirs de cette taille. Au lieu de cela, ils doivent être nés plus petits et avoir atteint ces tailles prodigieuses. C'est vraiment difficile à faire, car il y a une limite à combien un trou noir peut avaler dans le temps disponible depuis la création de l'univers », a déclaré Davis. «Notre travail renforce ce problème. Nous avons montré que quel que soit le mécanisme qui fait des SMBH, ils peuvent avoir une masse inférieure à 500 000 fois la masse de notre soleil à leur naissance.
Bien que cela fasse pencher la balance par rapport à la théorie de l'effondrement direct, aucune des deux théories n'offre de bonnes explications sur l'origine d'un si petit SMBH. La réponse éventuelle impliquera probablement des modifications importantes de l'un des modèles que les physiciens ont actuellement.
Les physiciens en savent maintenant un peu plus sur ce à quoi ressemblent les jeunes SMBH. Mais ils ne savent toujours pas d'où ils viennent. L'article décrivant le trou noir au centre du fantôme de Mirach a été publié aujourd'hui (14 juillet) dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Voir tous les commentaires (1)