Au centre de notre galaxie de la Voie lactée se trouve un trou noir supermassif appelé Sagittarius A *, dont la masse est 4 millions de fois supérieure à celle de notre soleil. Les scientifiques ont longtemps pensé qu'il était peu probable que ce trou noir soit là seul. Mais ils n'avaient pas encore la preuve que ces autres corps existaient jusqu'à présent.
Comme le rapporte Nell Greenfieldboyce pour NPR, les chercheurs ont découvert une douzaine de trous noirs tourbillonnant autour du centre galactique, estimant qu'il pourrait y avoir jusqu'à 10 000 trous noirs isolés dans la région.
Les trous noirs n'émettent ni lumière visible ni rayonnement, ce qui les rend extrêmement difficiles à observer directement avec notre technologie actuelle. Mais les scientifiques peuvent étudier leurs interactions avec les corps à proximité. Pour la dernière découverte, les chercheurs ont capté le signal d'une étoile en orbite autour du trou noir, ce qui a pour effet que le système émet un rayonnement X.
Pour la dernière étude, une équipe dirigée par le laboratoire d’astrophysique de l’Université de Columbia a recueilli 12 années de données recueillies par l’observatoire Chandra X-Ray de la NASA lors de la recherche du rayonnement révélateur à moins de 13 années-lumière du centre galactique. Comme l'explique Phil Charles, astrophysicien à l'Université de Southampton et non impliqué dans l'étude, l'équipe de The Conversation a découvert une centaine de sources de rayons X dans cette zone de recherche, dont 26 signaux dans les trois années-lumière du Sagitarrius A *. .
Un autre objet commun, appelé pulsar milliseconde, émet également un signal de rayonnement similaire à celui des systèmes binaires. Les chercheurs estiment qu'environ la moitié des signaux détectés provenaient de pulsars, ce qui laisse 13 signaux de rayons X provenant de trous noirs avec des étoiles associées. Ils ont publié leurs résultats dans la revue Nature .
"C'est la confirmation de plusieurs théories qui ont prédit que cela devrait être le cas", déclare Chuck Hailey, astrophysicien de la Colombie et premier auteur de l'étude, rapporte Ryan F. Mandelbaum de Gizmodo . "Mais c'est étrange d'en avoir autant et de ne pas les voir vraiment."
Selon un communiqué de presse, les chercheurs estiment que selon la distribution spatiale des trous noirs trouvés, il y aurait probablement 300 à 500 binaires de trous noirs dans la région proche du Sagitaire A * et environ 10 000 trous noirs isolés non entourés par des étoiles.
Comme le rapportent Sarah Gibbens de National Geographic, ces estimations sont basées sur la théorie selon laquelle environ un trou noir sur 20 attirera une étoile de faible masse. Même si ce calcul est légèrement faux, selon Gibbens, il existe probablement encore beaucoup plus de trous noirs que la soixantaine de scientifiques n'a encore détectée.
"Supposons que la théorie soit fausse, même par un facteur de deux ou trois", dit Hailey. "Nous le prendrons. S'il y en a même un millier, c'est spectaculaire, comparé à ne pas en avoir trouvé.
Si la découverte confirme ce que les physiciens ont déjà théorisé, elle ouvre également de nouveaux domaines de recherche. Par exemple, la compréhension de la densité et de la distribution des trous noirs dans le centre galactique pourrait aider les chercheurs à comprendre quand et à quelle fréquence les ondes gravitationnelles (les énormes éclats d'énergie produits lors de la collision de deux trous noirs) sont créées.
Détectés pour la première fois en 2015, les ondes gravitationnelles pourraient aider les astronomes à sonder des objets et des régions de l'univers que nos yeux et nos télescopes ne peuvent pas voir. «Cela renforce les arguments en faveur de l’utilisation de ces populations de trous noirs comme source potentielle d’ondes gravitationnelles», explique Imre Bartos, physicien à l’Université de Floride, à Mandelbaum. "Il s'agit d'une confirmation excitante qui correspond au reste de l'image telle que nous la comprenons maintenant."
Bien que 10 000 trous noirs paraissent énormément, il ne s'agit que d'une fraction du nombre total de trous noirs que les scientifiques estiment contenir la voie lactée. Selon les calculs actuels, il n’ya que 100 millions de trous noirs de masse stellaire dans notre seule galaxie. Et voici quelque chose de fou à considérer: un nouveau trou noir se forme probablement chaque seconde quelque part dans l'univers.
