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Le trou noir supermassif « mini » nouvellement découvert est l’un des plus petits jamais trouvés

Le trou noir supermassif « mini » nouvellement découvert est l’un des plus petits jamais trouvés
Le trou noir supermassif « mini » nouvellement découvert est l’un des plus petits jamais trouvés

Parce qu’ils n’émettent rien que nous puissions détecter, il y a beaucoup de choses sur les trous noirs que nous ne savons tout simplement pas.

Parmi les plus déroutantes figurent supermassif trous noirs, des millions à des milliards de fois la masse de notre Soleil. Puisque les trous noirs se forment à partir des noyaux d’étoiles individuelles massives et mortes, comment les mastodontes supermassifs deviennent-ils si énormes ? Une nouvelle découverte pourrait nous aider à trouver des réponses très recherchées.

Dans une minuscule galaxie naine à 110 millions d’années-lumière, les astronomes viennent de découvrir l’un des plus petits trous noirs supermassifs jamais vus. Le “monstre” au cœur de la galaxie Mrk 462 ne représente que 200 000 fois la masse du Soleil.

Les résultats ont été présentés lors de la 239e réunion virtuelle de l’American Astronomical Society.

“Ce trou noir dans Mrk 462 est parmi les plus petits des trous noirs supermassifs, ou monstres”, a déclaré l’astronome Jack Parker du Dartmouth College. “Les trous noirs comme celui-ci sont notoirement difficiles à trouver.”

Sa découverte suggère que les trous noirs supermassifs – certains d’entre eux, au moins – se développent à partir de graines d’une masse stellaire inférieure à 100 fois la masse du Soleil, plutôt que de former déjà gros et de plus en plus gros.

L’une des épines qui s’est fermement logée dans le côté du modèle de masse stellaire est la découverte de nombreux trous noirs supermassifs au début de l’Univers. Il est difficile de concilier la croissance d’une minuscule graine d’un noyau stellaire à un trou noir supermassif gargantuesque dans le court laps de temps au cours duquel ces objets sont apparus après le Big Bang.

Une autre possibilité est que, dans l’Univers primitif, d’énormes nuages ​​denses de gaz et de poussière se sont directement effondrés dans des trous noirs plus grands, des dizaines de milliers de fois la masse du Soleil, créant un point de départ plus large à partir duquel les trous noirs supermassifs peuvent se développer.

Et cela nous donne une méthode pour déterminer les probabilités de chaque scénario, car le modèle d’effondrement direct est un processus rare. Cela signifie que nous pourrions nous attendre à ce que relativement peu de galaxies naines contiennent des trous noirs supermassifs, par rapport au modèle de graine stellaire.

Il y a un hic, cependant. Il est vraiment difficile de voir les trous noirs centraux dans les galaxies naines. Dans les galaxies plus grandes, les astronomes peuvent utiliser l’orbite des étoiles au centre pour déduire le trou noir central, mais les galaxies naines sont trop petites et sombres pour cela.

L’autre méthode consiste à rechercher des rayonnements extrêmement brillants et à haute énergie, tels que les rayons X. Cela suggère un trou noir qui accumule activement du matériau, le chauffant à des températures si folles qu’il projette une lumière à haute énergie.

Les chercheurs ont fait exactement cela, en utilisant l’observatoire à rayons X Chandra pour étudier huit galaxies naines qui, selon les données optiques, pourraient abriter un trou noir supermassif actif. Seul Mrk 462 a montré la signature aux rayons X d’un trou noir supermassif se nourrissant, avec une masse environ 200 000 fois celle du Soleil.

Mais il y avait aussi quelque chose de particulier. Le rapport entre les rayons X à haute énergie et les rayons X à basse énergie suggérait que le trou noir était fortement obscurci, ou “enterré”, par un épais nuage de poussière.

Cela pourrait faire pencher la balance vers le scénario de la graine stellaire.

“Parce que les trous noirs enfouis sont encore plus difficiles à détecter que les trous exposés, trouver cet exemple pourrait signifier qu’il y a beaucoup plus de galaxies naines avec des trous noirs similaires”, a déclaré l’astronome Ryan Hickox du Dartmouth College.

Des études récentes suggèrent que cela pourrait être le cas. Au cours des dernières années, les astronomes ont découvert des trous noirs insaisissables de poids moyen dans des galaxies naines et des restes de galaxies naines. Ceux-ci pourraient également soutenir l’idée que les trous noirs supermassifs pourraient se développer assez rapidement à partir de graines de masse stellaire.

À mesure que notre technologie et nos techniques s’améliorent, nous pouvons peut-être nous attendre à trouver plus de bébés trous noirs qui avaient auparavant échappé à la détection.

“Nous ne pouvons pas tirer de conclusions solides à partir d’un exemple, mais ce résultat devrait encourager des recherches beaucoup plus approfondies sur les trous noirs enfouis dans les galaxies naines”, a déclaré Parker. « Nous sommes ravis de ce que nous pourrions apprendre. »

La recherche a été présentée virtuellement à la 239e réunion de l’American Astronomical Society.

 
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