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Espace

Découverte d’un trou noir trop gros pour la théorie

04-12-2019

Vue d’artiste de LB-1 et de l’étoile qui l’accompagne. Image: YU Jingchuan, Beijing Planetarium, 2019

L’existence d’un méga trou noir bouscule la théorie sur l’évolution des étoiles.

Les scientifiques croyaient jusqu’à tout récemment qu’un trou noir issu de la désintégration d’une étoile ne pouvait atteindre plus de 20 fois la masse du Soleil. Mais une équipe internationale dirigée par des chercheurs de l’Académie des sciences de Chine (NAOC) a fait une découverte surprenante : un trou noir dont la masse est 70 fois celle du Soleil. Impossible, selon les théories actuelles.

Les résultats, qui ont été publiés dans la revue Nature, indiquent que ce méga trou noir, nommé LB-1, serait situé à 15 000 années-lumière d’ici, dans notre galaxie. Selon Liu Jifeng, chercheur principal de la NAOC, ce type de trou noir gigantesque ne devrait pas exister selon les modèles actuels décrivant l’évolution des étoiles.

En effet, arrivées en fin de vie, les étoiles s’effondrent sur elles-mêmes en un résidu extrêmement dense : naine blanche, étoile à neutrons ou, enfin, trou noir lorsque l’étoile de départ est au moins 40 fois plus massive que le Soleil. En théorie, les étoiles les plus grosses libèrent une énorme quantité de gaz sous forme de vents stellaires lorsqu’elles arrivent en fin de vie, ce qui les empêchent de laisser une « carcasse » aussi massive que LB-1.

«LB-1 est deux fois plus massif que ce que nous pensions possible. Maintenant les théoriciens devront relever le défi d’expliquer sa formation», a annoncé le chercheur dans un communiqué.

Détecter ce monstre noir

Un trou noir est impossible à «voir» directement puisqu’il n’émet aucune lumière. Pour déduire sa présence, il faut détecter la matière et le gaz qui s’accumulent autour et chauffent en créant de puissantes émissions de rayons X perceptibles par les astrophysiciens. Mais si ce système n’émet aucun gaz, il est impossible à déceler.

Dans le cas de LB-1, les chercheurs l’ont repéré par une autre méthode. À l’aide du télescope chinois LAMOST (Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopic Telescope), en fonction depuis 2007, ils ont fouillé notre galaxie à la recherche d’étoiles qui semblaient orbiter autour d’un objet invisible. C’est ainsi que les chercheurs ont suivi pendant une période de deux ans une étoile (aussi nommée LB-1) qui orbite autour d’une masse invisible en 78,9 jours. Ils ont validé leurs résultats avec deux autres télescopes (le Gran Telescopio Canarias en Espagne et le Keck I aux États-Unis).

Ce trou noir, avec sa masse imposante, aurait été formé d’une façon différente que les trous noirs «classiques». Dans l’étude, les chercheurs évoquent la possibilité qu’il soit né de l’effondrement de plus d’une étoile: «cette masse sombre pourrait contenir deux trous noirs, orbitant l’un autour de l’autre».

Pour l’instant, sa formation reste un mystère autant qu’une source de fascination pour les astrophysiciens.

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