Hubble voit un éventuel trou noir incontrôlable créer une traînée d’étoiles

Plutôt que d’avaler des étoiles devant lui, comme un Pac-Man cosmique, le trou noir rapide s’enfonce dans le gaz devant lui pour déclencher la formation de nouvelles étoiles le long d’un couloir étroit. Le trou noir file trop vite pour prendre le temps de grignoter. Rien de tel n’a jamais été vu auparavant, mais il a été capturé accidentellement par le télescope spatial Hubble de la NASA.

“Nous pensons que nous voyons un sillage derrière le trou noir où le gaz se refroidit et est capable de former des étoiles. Nous examinons donc la formation d’étoiles derrière le trou noir”, a déclaré Pieter van Dokkum de l’Université de Yale à New Haven, Connecticut. “Ce que nous voyons, ce sont les conséquences. Comme le sillage derrière un navire, nous voyons le sillage derrière le trou noir.” La traînée doit avoir beaucoup de nouvelles étoiles, étant donné qu’elle est presque deux fois moins brillante que la galaxie hôte à laquelle elle est liée.

Le trou noir se trouve à une extrémité de la colonne, qui remonte jusqu’à sa galaxie mère. Il y a un nœud remarquablement brillant d’oxygène ionisé à l’extrémité la plus externe de la colonne. Les chercheurs pensent que le gaz est probablement choqué et chauffé par le mouvement du trou noir frappant le gaz, ou il pourrait s’agir d’un rayonnement provenant d’un disque d’accrétion autour du trou noir. “Le gaz devant lui est choqué à cause de cet impact supersonique à très grande vitesse du trou noir se déplaçant à travers le gaz. Comment cela fonctionne exactement n’est pas vraiment connu”, a déclaré van Dokkum.

“C’est par pur hasard que nous sommes tombés dessus”, a ajouté van Dokkum. Il cherchait des amas d’étoiles globulaires dans une galaxie naine voisine. “Je venais de parcourir l’image de Hubble, puis j’ai remarqué que nous avions une petite séquence. J’ai immédiatement pensé, ‘oh, un rayon cosmique frappant le détecteur de la caméra et provoquant un artefact d’imagerie linéaire.’ Lorsque nous avons éliminé les rayons cosmiques, nous avons réalisé qu’ils étaient toujours là. Cela ne ressemblait à rien de ce que nous avions vu auparavant.”

Parce que c’était tellement bizarre, van Dokkum et son équipe ont effectué une spectroscopie de suivi avec les observatoires WM Keck à Hawaï. Il décrit la traînée d’étoiles comme “assez étonnante, très, très brillante et très inhabituelle”. Cela a conduit à la conclusion qu’il regardait les conséquences d’un trou noir volant à travers un halo de gaz entourant la galaxie hôte.

Cette montée en flèche intergalactique est probablement le résultat de multiples collisions de trous noirs supermassifs. Les astronomes soupçonnent que les deux premières galaxies ont fusionné il y a peut-être 50 millions d’années. Cela a réuni deux trous noirs supermassifs en leur centre. Ils tournaient l’un autour de l’autre comme un trou noir binaire.

Puis une autre galaxie est arrivée avec son propre trou noir supermassif. Cela suit l’ancien idiome: “deux est une compagnie et trois est une foule”. Les trois trous noirs le mélangeant ont conduit à une configuration chaotique et instable. L’un des trous noirs a privé l’élan des deux autres trous noirs et a été éjecté de la galaxie hôte. Le binaire d’origine peut être resté intact, ou le nouveau trou noir intrus peut avoir remplacé l’un des deux qui se trouvaient dans le binaire d’origine et expulsé le compagnon précédent.

Lorsque le trou noir unique a décollé dans une direction, les trous noirs binaires ont décollé dans la direction opposée. Il y a une caractéristique vue du côté opposé de la galaxie hôte qui pourrait être le trou noir binaire en fuite. La preuve circonstancielle de cela est qu’il n’y a aucun signe d’un trou noir actif restant au cœur de la galaxie. La prochaine étape consiste à effectuer des observations de suivi avec le télescope spatial James Webb de la NASA et l’observatoire à rayons X Chandra pour confirmer l’explication du trou noir.

Le prochain télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA aura une vue grand angle de l’univers avec la résolution exquise de Hubble. En tant que télescope d’étude, les observations romaines pourraient trouver plus de ces “rayures d’étoiles” rares et improbables ailleurs dans l’univers. Selon van Dokkum, cela peut nécessiter un apprentissage automatique utilisant des algorithmes très efficaces pour trouver des formes étranges spécifiques dans une mer d’autres données astronomiques.

Vidéo: https://youtu.be/aPAP2ewFR0A