Pour la première fois, la collision la plus extrême à se produire dans le cosmos a été observée. Si les noyaux sont suffisamment massifs, les trous noirs supermassifs peuvent devenir piégés par l'attraction gravitationnelle. Les trous noirs fusionnent-ils pour former un trou noir super-supermassif? Les deux trous noirs supermassifs tournent-ils, reculent-ils puis explosent-ils l'un contre l'autre? Eh bien, il semblerait que les deux soient possibles, mais les astronomes ont maintenant des preuves d'observation d'un trou noir projeté loin de sa galaxie mère après être entré en collision avec un cousin plus grand.
La plupart des galaxies de l'univers observable contiennent des trous noirs supermassifs dans leurs noyaux. Nous savons qu'ils se cachent à l'intérieur des noyaux galactiques car ils ont une énorme domination gravitationnelle sur cette région de l'espace, aspirant les étoiles en orbite trop près. Des observations récentes de noyaux galactiques montrent des étoiles en rotation rapide autour de quelque chose d'invisible. En calculant les vitesses orbitales des étoiles, il a été déduit que le corps invisible en orbite est quelque chose de très massif; un trou noir supermassif de centaines de millions de masses solaires. Ils sont également à l'origine de quasars brillants dans les jeunes galaxies actives.
Maintenant, le même groupe de recherche qui a fait la découverte étonnante de la structure d'un tore moléculaire de trou noir en analysant l'émission de lumière en écho d'une fusée de rayons X (provenant de la matière stellaire tombant dans le disque d'accrétion du trou noir supermassif) a observé un de ces trous noirs supermassifs expulsés de sa galaxie mère. Qu'est-ce qui a causé cet événement incroyable? Une collision avec un autre trou noir supermassif plus grand.
Stefanie Komossa et son équipe du Max Planck Institute for extraterrestrial Physics (MPE) ont fait la découverte. Cet ouvrage, à paraître dans Lettres du journal astrophysique le 10 mai, vérifie quelque chose qui n'a été modélisé que par des simulations informatiques. Les modèles prédisent que lorsque deux trous noirs à rotation rapide commencent à fusionner, un rayonnement gravitationnel est émis à travers les galaxies en collision. Comme les ondes sont émises principalement dans une direction, les trous noirs sont censés reculer - un peu comme la force qui accompagne le tir d'un fusil. La situation peut également être considérée comme deux toupies qui se rapprochent de plus en plus jusqu'à ce qu'elles se rencontrent. En raison de leur impulsion angulaire élevée, les sommets subissent un «coup de pied», éjectant très rapidement les sommets dans les directions opposées. C'est essentiellement ce que l'on pense que deux trous noirs supermassifs font, et maintenant ce recul a été observé. De plus, la vitesse du trou noir éjecté a été mesurée en analysant les larges lignes d'émission spectroscopiques du gaz chaud entourant le trou noir (son disque d'accrétion). Le trou noir éjecté se déplace à une vitesse de 2650 km / s (1647 mi / s). Le disque d'accrétion continuera d'alimenter le trou noir reculé pendant plusieurs millions d'années lors de son voyage dans l'espace.
Soutenant la preuve qu'il s'agit bien d'un trou noir supermassif en recul, Komossa a analysé la galaxie mère et a trouvé des gaz chauds émettant des rayons X de l'endroit où la collision du trou noir a eu lieu.
Maintenant, Komossa et son équipe espèrent répondre aux questions posées par cette découverte: les galaxies et les trous noirs se sont-ils formés et ont-ils évolué conjointement dans l'Univers primitif? Ou y avait-il une population de galaxies qui avait été privée de leurs trous noirs centraux? Et si oui, en quoi l'évolution de ces galaxies était-elle différente de celle des galaxies qui ont conservé leurs trous noirs?
Il est à espérer que les efforts combinés des observatoires sur Terre et dans l'espace pourront être utilisés pour trouver davantage de ces «superkicks» et commencer à répondre à ces questions. La découverte d'ondes gravitationnelles aidera également, car cet événement de collision devrait laver l'Univers dans de puissantes ondes gravitationnelles.
Source: MPE News
