Astronomes découvrent une réserve d’alimentation pour les trous noirs dans les galaxies naines
Les astronomes ont récemment fait une découverte importante en utilisant le Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) : ils ont trouvé une réserve de trous noirs dans le cœur de galaxies naines. Les galaxies naines sont de petites galaxies faibles contenant des milliers à plusieurs milliards d’étoiles, mais très peu de gaz. Cette découverte est à la fois la plus grande collection de galaxies naines avec des trous noirs actifs jamais observée et la plus grande récolte de trous noirs de masse intermédiaire jamais réalisée. Ces données pourraient aider les scientifiques à mieux comprendre les liens entre l’évolution des galaxies naines et la croissance des trous noirs, tout en établissant un modèle évolutif des premiers trous noirs de l’univers. Cependant, il reste encore un mystère associé à cet échantillon : l’équipe à l’origine de cette découverte a été surprise de constater que leurs données ne contenaient pas plus de ces trous noirs de taille moyenne.
Trous noirs qui se nourrissent activement dans les galaxies naines
Lorsqu’un trou noir situé au centre d’une galaxie commence à se nourrir, il libère une quantité énorme d’énergie dans son environnement, se transformant en ce que nous appelons un noyau actif de galaxie. Cette activité spectaculaire nous permet d’identifier les trous noirs cachés dans ces petites galaxies. Les trous noirs de masse intermédiaire sont fascinants pour les scientifiques car ils semblent exister dans l’intervalle de masse entre les trous noirs de masse stellaire, qui ont une masse jusqu’à 1000 fois celle du soleil, et les trous noirs supermassifs, qui ont des masses de millions voire de milliards de fois celle de notre étoile. Ces trous noirs de taille moyenne seraient donc les vestiges des premiers trous noirs formés dans l’univers, agissant comme les graines des titans cosmiques que nous appelons aujourd’hui les trous noirs supermassifs. Les trous noirs de masse intermédiaire pourraient donc être le lien manquant dans le processus de croissance des trous noirs de masse stellaire en trous noirs supermassifs. Cependant, les trous noirs de masse intermédiaire se sont jusqu’à présent révélés étonnamment difficiles à trouver.
La contribution de DESI à la recherche des trous noirs de liaison manquants
DESI, monté sur le télescope Nicholas U. Mayall de 4 mètres de l’observatoire national de Kitt Peak, était idéal pour cette recherche car il est capable de capturer la lumière de 5000 galaxies simultanément. Pucha et ses collègues ont utilisé des données collectées au cours de la première année de la mission de cinq ans de DESI, qui comprenaient la lumière provenant de 410 000 galaxies, dont environ 115 000 étaient des galaxies naines. À partir de là, l’équipe a pu étudier le lien entre l’évolution de la galaxie naine et l’évolution de son trou noir central. Cela a conduit à la découverte de 2500 galaxies naines candidates abritant un noyau actif de galaxie. Ces candidatures représentaient 2 % de l’échantillon global, ce qui était un taux beaucoup plus élevé que dans d’autres échantillons similaires, habituellement autour de 0,5 %. L’équipe a également découvert environ 300 trous noirs de masse intermédiaire. Les résultats suggèrent donc que les scientifiques ont jusqu’à présent manqué un nombre substantiel de trous noirs de faible masse. Avant cette recherche, les scientifiques s’attendaient à ce que les trous noirs des galaxies naines soient situés dans la plage de masse des trous noirs de masse intermédiaire. De manière intéressante, ces données suggèrent que seulement 70 candidats correspondant à des trous noirs de masse intermédiaire étaient présents dans les galaxies naines actives. En découvrant le plus grand groupe de trous noirs de masse intermédiaire à ce jour, DESI a ouvert une nouvelle série de questions pour les scientifiques. Par exemple, existe-t-il une relation entre les mécanismes de formation des trous noirs et les types de galaxies dans lesquelles ils se trouvent ? Notre riche éventail de nouvelles candidatures nous aidera à approfondir ces mystères, enrichissant notre compréhension des trous noirs et de leur rôle central dans l’évolution des galaxies, a conclu Pucha.
