Les trous noirs peuvent être très gros, mais il existe une catégorie spéciale de trous noirs qui sont les plus gros des gros, des monstres absolus qui baillent. Les astronomes semblent avoir identifié un spécimen absolu, dont la masse est 40 milliards de fois supérieure à celle du Soleil.
Il se trouve au centre d’une galaxie appelée Holmberg 15A, une galaxie elliptique supergéante située à environ 700 millions d’années-lumière, qui se trouve elle-même au centre de l’amas de galaxies Abell 85.
Cet objet est l’un des plus grands trous noirs jamais découverts, et le plus grand découvert en suivant le mouvement des étoiles qui l’entourent.
De précédents calculs basés sur la dynamique de la galaxie et de l’amas avaient abouti à des estimations de la masse de Holm 15A* allant jusqu’à 310 milliards de fois la masse du Soleil. Cependant, il ne s’agissait que de mesures indirectes du trou noir. Cette nouvelle recherche constitue la première mesure directe ; l’article a été soumis à l’Astrophysical Journal et attend d’être examiné par des pairs.
“Nous utilisons des modèles de Schwarzschild axisymétriques basés sur les orbites pour analyser la cinématique stellaire de Holm 15A à partir de nouvelles observations spectrales à haute résolution et à grand champ obtenues avec MUSE au VLT. Nous trouvons un trou noir supermassif (SMBH) d’une masse de (4,0 ± 0,80) ×1010 masses solaires au centre de Holm 15A”, écrivent les chercheurs dans leur article.
“Il s’agit du trou noir le plus massif ayant fait l’objet d’une détection dynamique directe dans l’Univers local.”
Maintenant, ce n’est pas le trou noir le plus massif jamais détecté – ce serait le quasar TON 618, qui a apparemment un trou noir cadencé à 66 milliards de fois la masse du Soleil, sur la base de mesures indirectes.
Mais Holm 15A* se situe à un niveau supérieur. Avec 40 milliards de masses solaires, l’horizon des événements du trou noir (également connu sous le nom de rayon de Schwarzschild) serait énorme, engloutissant les orbites de toutes les planètes du système solaire, et même plus.
Enormément de planètes. Pluton se trouve, en moyenne, à 39,5 unités astronomiques (UA) du Soleil. L’héliopause – où le vent solaire n’est plus assez fort pour pousser contre l’espace interstellaire – se situerait à environ 123 UA.
À la masse de Holm 15A* telle que déterminée par le nouvel article, son rayon de Schwarzschild serait d’environ 790 UA.
Essayez d’imaginer un objet de cette taille. L’esprit s’emballe.
En fait, il est encore plus grand que ce que d’autres mesures prises par les chercheurs ont suggéré – ce qui pourrait expliquer pourquoi la masse de Holm 15A* a été difficile à déterminer par des méthodes indirectes.
“Le SMBH de Holm 15A n’est pas seulement le plus massif à ce jour, il est également quatre à neuf fois plus grand que prévu compte tenu de la masse stellaire du bulbe de la galaxie et de la dispersion des vitesses stellaires de la galaxie”, ont écrit les chercheurs.
Cependant, elle correspond au modèle d’une collision entre deux galaxies de type précoce dont le noyau est appauvri. C’est le cas lorsqu’il n’y a pas beaucoup d’étoiles dans le noyau, en fonction de ce que l’on attend du nombre d’étoiles dans les régions extérieures de la galaxie.
“Nous constatons que la masse des trous noirs dans les galaxies à noyau, y compris Holm 15A, est inversement proportionnelle à la luminosité de la surface stellaire centrale et à la densité de masse, respectivement”, écrivent les chercheurs.
Ils ont l’intention de poursuivre l’étude de la bête époustouflante, en effectuant des modélisations plus complexes et plus détaillées et en comparant leurs résultats à leurs observations, pour essayer de comprendre exactement comment le trou noir s’est formé.
Cela pourrait permettre de déterminer la fréquence de ce type de fusion et, par conséquent, le nombre de trous noirs ultramassifs qui restent à découvrir.
Cette recherche a été soumise à l’Astrophysical Journal et est disponible sur arXiv.