Des astronomes de l'Université de Caroline du Nord ont découvert un trésor inédit de trous noirs massifs dans des galaxies naines qui offrent un aperçu de l'histoire de la vie du trou noir supermassif au centre de notre galaxie de la Voie lactée.
On pense que la Voie lactée, étant une galaxie spirale géante, a été formée par la fusion de nombreuses galaxies naines plus petites. Par exemple, les Nuages de Magellan visibles dans le ciel austral sont des galaxies naines qui fusionneront avec la Voie lactée dans le futur. Chaque galaxie naine peut apporter avec elle un trou noir massif central de dizaines ou de centaines de milliers de fois la masse de notre Soleil, qui peut être destiné à être absorbé par le trou noir supermassif central de la Voie lactée.
Mais la fréquence à laquelle les galaxies naines contiennent un trou noir massif est inconnue, ce qui laisse un vide majeur dans notre compréhension de la façon dont les trous noirs et les galaxies se développent ensemble. Une nouvelle étude publiée dans l'Astrophysical Journal aide à combler cette lacune, montrant que les trous noirs massifs sont beaucoup plus fréquents dans les galaxies naines qu'on ne le pensait auparavant.
Les trous noirs sont généralement découverts lorsqu'ils se développent activement, absorbant le gaz et la poussière d'étoiles en orbite autour d'eux, les faisant briller intensément. Le problème est que, tandis que les trous noirs en croissance brillent avec un rayonnement caractéristique à haute énergie, les jeunes étoiles nouveau-nées peuvent également briller. Les astronomes ont traditionnellement distingué les trous noirs en croissance de la formation de nouvelles étoiles à l'aide de tests de diagnostic qui reposent sur les caractéristiques détaillées de la lumière visible de chaque galaxie lorsqu'elle est étalée dans un spectre semblable à un arc-en-ciel.
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Le chemin vers la découverte a commencé lorsque des étudiants seniors travaillant avec Kannappan ont essayé d'appliquer ces tests traditionnels aux données d'enquête sur les galaxies. L'équipe s'est rendu compte que certaines galaxies envoyaient des messages mitigés, avec deux tests indiquant des trous noirs en accrétion et un troisième indiquant uniquement la formation d'étoiles.
"Dans des travaux antérieurs, de tels cas ambigus étaient simplement écartés de l'analyse statistique, mais nous avons supposé qu'il pourrait s'agir de trous noirs non découverts dans des galaxies naines", ont déclaré les astronomes. Ils soupçonnent que le troisième test, parfois controversé, était plus sensible que les deux autres aux propriétés typiques des galaxies naines : leur composition élémentaire simple et leur taux élevé de formation de nouvelles étoiles.
Le co-auteur de l'étude, Chris Richardson, professeur adjoint à l'Université Elon, a confirmé par des simulations théoriques que les résultats du test de message mixte correspondent exactement à ce que la théorie prédit pour une galaxie naine primordiale à haute formation d'étoiles contenant un trou noir massif.
Plus de 80% de tous les trous noirs que les astronomes ont découverts dans les galaxies naines appartenaient au nouveau type.
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