Astronomie et cosmologie

Trous noirs intermédiaires

Le chainon manquant enfin découvert ?

La source X (flèche) tapie au coeur de M 82 serait-elle un trou noir de 700 masses solaires? Elle constiturait alors un chaînon manquant entre les trous noirs stellaires et les monstres cosmique de millards de masses solaires qui siègent au coeur des galaxies.

A droite (ci-dessus): la nébuleuse de la Tarentule, abritant R 136. Cet amas d'étoiles srait susceptible d'accueillir un trou noir intermédiaire.

Depuis, quelque temps, le satellite Chandra découvre d'étranges sources de rayonnement X. Il s'agit souvent d'objets situés dans les bras spiraux de galaxies ou proches de leur centre, mais sans coïncider avec lui. Les astronomes se perdent en conjonctures sur la nature de ces nouveaux venus. On ne sait même pas si tous ces objets sont de même nature. Les chercheurs évoquent parfois des étoiles dépoulliées de leur enveloppe par les effets de marées induits par la masse énorme supposée siéger au centre de ces galaxies (peut-être un trou noir supermassif). Le coeur à nu de l'étoile, trés chaud et brillant, pourrait avoir les propriétés de ces sources énigmatiques. Parmi les autres possibilités envisagées, il y a aussi la collision de vents stellaires dans les régions les plus denses d'amas riches en étoiles massives.

Le telescope japonais de 8 m Subaru, installé à Hawaï, a été pointé vers les sources récemment découvertes par Chandra dans M 82, une galaxie de la Grande Ourse. Ces observations montrent, dans 4 cas sur 9, que ces objets seraient associées effectivment à de jeunes amas stellaires compacts. Fin de l'histoire? Pas sûr. Aujourd'hui les scientifiques suivent la piste fort intéressante des trous noirs de masse intermédiaire qui, elle aussi, implique de jeunes amas stellaires compacts.

Il y a peu, ces astres étaient spéculatifs. Mais il semble possible d'expliquer ces nouvelles sources X grâce à l'émission des régions périphériques de trous noirs, là où la matière qu'ils ingurgitent est comprimée et chauffée dans des proportions extrêmes. Pour que cela fonctionne, il faut admettre que ces trous noirs ont une masse trés importante. L'objet de M 82 doit ainsi avoisiner les 700 masses solaires. Or les astronomes considèrent que les trous noirs stellaires sont trop peu massif. En effet, ceux-ci se forment au moment de l'explosion en supernova d'une étoile massive, lorsque le coeur de celle-ci s'éffondre sur lui même et atteint une densité trés élevée. Le trou noir ainsi crée sera nécessairement d'une masse inférieure à celle de l'étoile dont il est issu. De plus, les modèles de structure stellaire prévoient qu'une étoile devient instable et ne peut exister au-delà de ce seuil d'une centaine de masses solaires. La découverte de la source X de M 82 est donc une réelle nouveauté puisqu'il s'agirait d'un éventuel trou noir 7 fois plus gros que la plus grosse étoile...