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Espace

Fusion de galaxies: les astronomes observent des trous noirs juste avant leur collision

05-12-2018

Stades finaux avant l’union d’une paire de noyaux galactiques. À gauche, l’image prise par Hubble; à droite, les deux noyaux actifs. Photo: NASA, ESA, et M. Koss (Eureka Scientific, Inc.)

Des astronomes de l’université du Maryland ont assisté au spectacle grandiose de la fusion de plusieurs galaxies. En observant les derniers stades du rapprochement de paires de galaxies, ils ont deviné le ballet des trous noirs supermassifs centraux, juste avant leur collision.

Pour mener leurs travaux, publiés dans Nature, ils ont « fouillé » dans 20 ans d’images d’archives capturées par le télescope spatial Hubble et le télescope Keck. « Nous avons d’abord regardé les images prises aux rayons X, car c’est la meilleure manière de s’assurer qu’il y a un trou noir actif au centre d’une galaxie. Puis on a examiné ces galaxies en infrarouge, pour éliminer les effets d’obturation de poussière interstellaire et détecter les étoiles autour du noyau », explique à Québec Science Sylvain Veilleux, coauteur de l’étude. Au total, l’équipe a analysé 96 galaxies observées avec Keck, et 385 avec Hubble.

« Le côté unique de la recherche, c’est que c’est la première fois que l’on obtient des données très haute résolution en infrarouge pour déterminer la fréquence de galaxies en fusion. On en a étudié des centaines et montré que 17% étaient en fusion, c’est 10 fois plus fréquent que ce qu’indiquaient les études précédentes », précise cet astronome québécois en poste à l’université du Maryland.

NASA, ESA, et M. Koss

En observant ces derniers stades avant la fusion, les chercheurs espèrent mieux comprendre la croissance des trous noirs supermassifs qui siègent au centre des galaxies et dont la masse est corrélée à celle du bulbe galactique, c’est-à-dire la zone centrale riche en étoiles. Invisibles, les trous noirs révèlent toutefois leur présence en chauffant la matière autour d’eux, ce qui donne l’impression d’avoir deux noyaux très lumineux.

« Quand deux galaxies fusionnent, il y a un accroissement du trou noir et de la masse de la galaxie. Non seulement le trou noir et la galaxie grandissent ensemble, mais ils doivent terminer leurs vies ensemble », précise Sylvain Veilleux. La fusion de trous noirs a été détectée plusieurs fois grâce aux ondes gravitationnelles générées par le cataclysme.

Quant à la fusion de galaxies, elle fait partie de l’évolution normale dans l’Univers. Notre Galaxie, la Voie lactée, file d’ailleurs tout droit vers sa voisine Andromède à 402 000 km/h. « Dans 4 ou 5 milliards d’années, ces deux galaxies spirales majeures vont se rentrer dedans », ajoute-t-il.

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