Ce trou noir est dit dormant car, n’ayant pas de compagnon stellaire proche, il ne produit aucune lumière et est très difficile à repérer. Les six astronomes de l’Institut d’Astronomie et d’Astrophysique de l’ULB ont repéré celui-ci, baptisé Gaia BH3 (« Trou Noir 3 »), en analysant le mouvement inhabituel de sa compagne, une ancienne étoile géante de la Constellation de l’Aigle, située à une distance de 1.926 mètres. à des années-lumière de la Terre.
Gaia BH3 a la particularité d’être le trou noir le plus massif connu à ce jour, avec une masse 33 fois supérieure à celle du Soleil. Sa masse a pu être calculée avec une précision inégalée grâce à la qualité des données fournies par le satellite. L’objet baptisé Gaia BH3, situé à 2 000 années-lumière de la Terre, dans la constellation de l’Aigle, appartient à la famille des trous noirs stellaires qui résultent de l’effondrement d’étoiles massives en fin de vie. Ils sont incomparablement plus petits que les trous noirs supermassifs abrités au cœur des galaxies et dont le scénario de formation n’est pas connu.
C’est “par hasard” que Gaia BH3 a été découverte, a expliqué à l’AFP Pasquale Panuzzo, chercheur CNRS à l’Observatoire Paris-PSL, auteur principal des travaux publiés dans Astronomy & Astrophysics Letters. Les scientifiques du consortium Gaia étaient en train d’extraire les dernières données de la sonde, en vue de publier le prochain catalogue en 2025, lorsqu’ils sont tombés sur un système d’étoiles binaires particulier. “Nous avons vu une étoile un peu plus petite que le Soleil (environ 75% de sa masse) et plus brillante, qui tournait autour d’un compagnon invisible”, identifiable par les perturbations qu’elle lui fait subir, raconte Pasquale Panuzzo, responsable de la spectroscopie. traitement de Gaia.
Cette découverte a également confirmé pour la première fois l’idée selon laquelle les trous noirs de masse élevée étaient produits par l’effondrement d’étoiles primitives massives pauvres en éléments lourds. Ces étoiles primitives pourraient avoir évolué différemment des étoiles massives qui peuplent aujourd’hui notre galaxie et être à l’origine de trous noirs très massifs.
Trou noir endormi
Gaia BH3 est un trou noir « dormant » : il est trop éloigné de son étoile compagne pour lui retirer de la matière et n’émet donc aucun rayonnement X, ce qui rend sa détection extrêmement difficile. Le télescope Gaia a réussi à trouver les deux premiers trous noirs inactifs (Gaia BH1 et Gaia BH2) de la Voie Lactée, mais ils ont des masses standards.
Contrairement au Soleil, la petite étoile du système binaire de BH3 est « très pauvre en éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium », explique l’Observatoire de Paris dans un communiqué. “Selon la théorie, seules ces étoiles pauvres en métaux peuvent former un trou noir aussi massif”, note le Dr Panuzzo. L’étude suggère donc que le « géniteur » du trou noir était une étoile massive également pauvre en métaux.
L’étoile du système, âgée de 12 milliards d’années, « vieillit très lentement », alors que celle qui a formé le trou noir « n’a vécu que 3 millions d’années », décrit-il. « Ces étoiles pauvres en métaux étaient très présentes au début de la galaxie. Leur étude nous donne des informations sur sa formation », ajoute le scientifique.
Autre curiosité du couple stellaire : dans le disque de la Voie lactée, il tourne dans le sens inverse des autres étoiles. “Peut-être parce que le trou noir se serait formé dans une autre galaxie plus petite, qui aurait été mangée au début de la vie de la Voie lactée”, suggère-t-il.
La sonde Gaia de l’ESA (Agence spatiale européenne), qui opère depuis 10 ans à 1,5 million de kilomètres de la Terre, a livré en 2022 une carte 3D des positions et mouvements de plus de 1,8 milliard d’étoiles.
Les données collectées par le satellite Gaia sont traitées par un consortium d’environ 450 astronomes, principalement européens, dont des astronomes de l’Université libre de Bruxelles (ULB), de l’Observatoire royal de Belgique (ORB), de l’Université de Liège (ULiège), de Université de Louvain (KU Leuven) et Université d’Anvers (UAntwerpen).
