La galaxie elliptique M87 est connue pour un jet de rayonnement qui s'écoule du trou noir supermassif (SMBH) que la galaxie abrite. Ce jet, qui est visible à travers des télescopes à grande ouverture, a peut-être fonctionné comme un «jetpack» de trou noir, déplaçant le SMBH du centre de masse de la galaxie - où l'on pense que la plupart des SMBH résident.
Des observations prises avec le télescope spatial Hubble par une collaboration de chercheurs en astronomie du Rochester Institute of Technology, du Florida Institute of Technology et de l'Université du Sussex au Royaume-Uni montrent que le SMBH dans M87 doit être déplacé du centre de la galaxie jusqu'à 7 parsecs (22,82 années-lumière). Cela contredit la théorie de longue date selon laquelle les trous noirs supermassifs résident au centre des galaxies qu'ils habitent, et peut donner aux astronomes un moyen de retracer l'histoire des galaxies qui se sont développées par fusion.
Qu'est-ce qui a poussé le SMBH du M87 à s'éloigner si loin du centre de la galaxie? La cause la plus probable est une fusion entre deux petits trous noirs supermassifs dans le passé. Cette fusion aurait pu créer des ondes gravitationnelles qui ont donné un coup de pied rapide au trou noir engorgé. On pense que les galaxies elliptiques comme M87 deviennent leur taille grâce à la fusion de galaxies plus petites.
Une autre théorie est que le jet de rayonnement qui jaillit du SMBH a poussé avec suffisamment d'énergie pour propulser essentiellement le trou noir loin du centre de M87. D'accord, ce n'est donc pas vraiment un «jetpack de trous noirs», mais vous devez admettre que la combinaison de trous noirs - qui sont cool - et de jetpacks, également cool, est trop bonne pour être laissée de côté. Le mouvement du SMBH se trouve être dans la direction opposée du jet que nous pouvons voir couler de l'objet. Pour que ce scénario soit vrai, cependant, le jet aurait dû être beaucoup plus énergique il y a des millions d'années, ont conclu les chercheurs.
Il existe également des preuves d'un autre jet de matériel qui s'écoule de l'autre côté de la SMBH, ce qui annulerait le mouvement de poussée du jet que nous pouvons voir, ce qui rend le scénario de fusion beaucoup plus probable. Si les deux jets étaient asymétriques à un degré élevé, cependant, ce scénario pourrait toujours être le cas. Plus d'informations sur la structure et l'histoire des jets permettraient de mieux clarifier la cause du déplacement du trou noir.
Cette étude de M87 fait partie d'un projet plus large visant à restreindre le placement de trous noirs supermassifs, également connus sous le nom de noyaux galactiques actifs ou quasars, dans leurs galaxies d'origine. David Axon, doyen des sciences mathématiques et physiques à Sussex, a déclaré dans un communiqué de presse: «Dans les scénarios actuels de formation de galaxies, les galaxies sont supposées être assemblées par un processus de fusion. Nous devrions donc nous attendre à ce que les trous noirs binaires et les trous noirs à recul coalescence, comme celui de M87, soient très courants dans le cosmos. »
Le déplacement de ces trous noirs serait apparent dans les images archivées du télescope spatial Hubble, et les chercheurs qui ont découvert ce phénomène dans M87 ont utilisé les archives HST pour localiser l'emplacement du SMBH. Une analyse plus approfondie de ces archives pourrait donner lieu à de très nombreux trous noirs «errants».
Ces résultats ont été présentés le 25 mai lors de la réunion de l'American Astronomical Society à Miami, en Floride. L'équipe de chercheurs qui a collaboré à la découverte comprend Daniel Batcheldor et Eric Perlman du Florida Institute of Technology, Andrew Robinson et David Merritt du Rochester Institute of Technology et David Axon de l'Université du Sussex. Leurs résultats ont été acceptés pour publication dans Astrophysical Journal Letters, et l'article original, Un trou noir supermassif déplacé dans M87, est disponible sur Arxiv ici.
Source: Eurekalert, Arxiv, site Web d'Eric Perlman
