Gaia BH1 est situé à environ 1600 années-lumière (Image représentative)
Les astronomes ont découvert le trou noir le plus proche de la Terre – dans notre arrière-cour cosmique. Les trous noirs sont extrêmement puissants et massifs, ces monstres dévoreurs d’étoiles possèdent un champ gravitationnel si puissant que rien, pas même la lumière, ne peut s’en échapper. En utilisant l’Observatoire international Gemini, les astronomes ont découvert le trou noir connu le plus proche de la Terre.
Ce trou noir est 10 fois plus massif que le soleil. Les astronomes l’ont surnommé Gaia BH1 et les chercheurs ont utilisé le télescope Gemini Nord à Hawaï, l’un des télescopes jumeaux de l’Observatoire international Gemini, exploité par le NOIRLab de la NSF – rapporte Scitechdaily.
Le portail a indiqué que Gaia BH1 est situé à environ 1600 années-lumière dans la constellation d’Ophiuchus. Le trou noir connu le plus proche se trouve à environ 3 000 années-lumière dans la constellation de Monoceros.
Qu’est-ce qui distingue ce nouveau trou noir de la vingtaine d’autres déjà identifiés dans notre Voie lactée, outre sa proximité ? Selon le New York Times, le trou noir est en sommeil, un tueur silencieux qui attend que les courants de l’espace le nourrissent.
« Prenez le système solaire, mettez un trou noir là où se trouve le Soleil, et le Soleil là où se trouve la Terre, et vous obtenez ce système », explique Kareem El-Badry, astrophysicien au Centre d’astrophysique de Harvard & ; Smithsonian et l’Institut Max Planck d’astronomie, et auteur principal de l’article décrivant cette découverte.
« Bien qu’il y ait eu de nombreuses détections prétendues de systèmes comme celui-ci, presque toutes ces découvertes ont été réfutées par la suite. Il s’agit de la première détection sans ambiguïté d’une étoile semblable au Soleil dans une large orbite autour d’un trou noir de masse stellaire dans notre Galaxie. »
Les quelques trous noirs de masse stellaire qui ont été découverts ont été révélés par leurs interactions énergisantes avec une étoile compagnon, malgré le fait qu’il y en a probablement des millions qui errent dans la Voie lactée. La matière surchauffée provenant d’une étoile voisine se dirige en spirale vers le trou noir, où elle produit d’intenses rayons X et des jets de matière. Lorsqu’un trou noir est dormant (c’est-à-dire qu’il ne se nourrit pas activement), il se fond tout simplement dans son environnement.
« Je recherche les trous noirs dormants depuis quatre ans en utilisant un large éventail d’ensembles de données et de méthodes », a déclaré El-Badry. « Mes tentatives précédentes — ainsi que celles d’autres personnes — ont donné lieu à une ménagerie de systèmes binaires qui se font passer pour des trous noirs, mais c’est la première fois que la recherche porte ses fruits. »
Les chercheurs ont d’abord examiné les données du vaisseau spatial Gaia de l’Agence spatiale européenne afin de déterminer la présence potentielle d’un trou noir dans le système. Gaia a capturé les minuscules déviations de la vitesse de l’étoile provoquées par un énorme objet invisible.
El-Badry et son équipe ont utilisé l’instrument Gemini Multi-Object Spectrograph sur Gemini Nord pour étudier le système plus en détail. Cet appareil a déterminé avec précision la période orbitale de l’étoile compagnon en mesurant la vitesse de l’étoile compagnon lorsqu’elle tourne autour du trou noir. L’équipe a identifié le corps central comme étant un trou noir environ 10 fois plus massif que notre Soleil grâce aux observations de suivi de Gemini, qui ont été essentielles pour établir des contraintes sur la vitesse orbitale et, par conséquent, les masses des deux composants du système binaire.
« Nos observations de suivi Gemini ont confirmé au-delà de tout doute raisonnable que la binaire contient une étoile normale et au moins un trou noir dormant », a élaboré El-Badry. « Nous n’avons pu trouver aucun scénario astrophysique plausible pouvant expliquer l’orbite observée du système qui n’implique pas au moins un trou noir ».
Comme elle ne disposait que d’une petite fenêtre pour effectuer ses observations de suivi, l’équipe s’est appuyée non seulement sur les excellentes capacités d’observation de Gemini Nord, mais aussi sur la capacité de Gemini à fournir des données dans de brefs délais.
"Lorsque nous avons eu les premières indications que le système contenait un trou noir, il ne nous restait qu'une semaine avant que les deux objets ne soient au plus près de leur séparation dans leurs orbites. Les mesures à ce moment-là sont essentielles pour faire des estimations précises de la masse d'un système binaire", a déclaré El-Badry. "La capacité de Gemini à fournir des observations dans un délai très court a été déterminante pour la réussite du projet. Si nous avions manqué cette étroite fenêtre, nous aurions dû attendre une année de plus."
La configuration unique du système Gaia BH1 est difficile à expliquer en utilisant les concepts actuels des astronomes sur l'évolution des systèmes binaires. L'étoile progénitrice, qui a ensuite évolué vers le trou noir nouvellement découvert, aurait eu une masse au moins 20 fois supérieure à celle du Soleil.
