Découverte de deux énormes trous noirs, proches l’un de l’autre mais à des milliards d’années-lumière de nous

En utilisant la méthode de l’effet de lentille gravitationnelle, des chercheurs ont découvert un système très distant de deux trous noirs supermassifs en analysant les données du télescope spatial Chandra (crédit : NASA/CXC/M. Weiss ; image aux rayons X (en médaillon) : NASA/CXC/SAO/D. Schwartz et al.)

Un système de trous noirs primordiaux a été détecté par des chercheurs utilisant une méthode de détection gravitationnelle par rayons X. C’est la première fois que l’effet de lentille gravitationnelle est utilisé pour affiner les images aux rayons X d’objets aussi éloignés. C’est ce qu’ont fait les chercheurs en utilisant les données recueillies par l’observatoire à rayons X Chandra, un télescope spatial de la NASA.

Le phénomène de « lentille gravitationnelle ».

Le phénomène de « lentille gravitationnelle » est exploité par les astronomes depuis plusieurs années pour grossir ou améliorer les images d’objets plus éloignés. Il s’agit d’un phénomène dans lequel la lumière est déformée par des masses plus importantes, généralement des étoiles ou des galaxies, qui se trouvent entre l’observateur et l’objet lui-même.
La lumière provenant d’objets plus éloignés peut être magnifiée ou amplifiée et parfois les images elles-mêmes peuvent être dupliquées dans un effet assez particulier.

Rayons X émis par des trous noirs supermassifs il y a plusieurs milliards d’années

Dans le cas présent, les chercheurs ont utilisé cette méthode pour examiner les rayons X détectés par Chandra et émis par un système de trous noirs il y a plusieurs milliards d’années, lorsque notre univers n’avait que 2 milliards d’années. Il s’agit donc d’objets très éloignés qui seraient pratiquement indétectables sans le « truc » de la lentille gravitationnelle. C’est ce qu’explique également Dan Schwartz, chercheur au Center for Astrophysics, Harvard &amp ; Smithsonian (CfA), qui a réalisé l’étude en se basant à son tour sur les recherches menées par Cristiana Spingola, actuellement chercheuse à l’INAF de Bologne, coauteur de l’étude.
Les chercheurs sont également parvenus à la conclusion qu’un des objets détectés par la lentille gravitationnelle sans cet effet aurait été 300 fois moins brillant, pratiquement imperceptible.

Trois sources différentes : peut-être seulement deux trous noirs

Les chercheurs ont d’abord utilisé les données des observations radio du système de lentille gravitationnelle MG B2016+112 pour découvrir une paire de trous noirs supermassifs séparés par une distance de seulement 150 années-lumière et qui croissent rapidement. Ils ont ensuite découvert que les trois sources distinctes de rayons X semblent en fait appartenir à deux objets seulement, ce qui peut s’expliquer par le phénomène de duplication mentionné ci-dessus.
Il s’agit très probablement de deux trous noirs supermassifs en expansion, voire d’un seul trou noir supermassif et de son jet.
Des observations similaires effectuées par le même télescope spatial sur des systèmes de deux ou trois trous noirs supermassifs en croissance concernaient généralement des objets beaucoup plus proches de notre planète, ou du moins des objets beaucoup plus éloignés.

Les trous noirs supermassifs deviennent énormes en peu de temps : comment y sont-ils parvenus ?

L’étude est également importante pour les tentatives que font les scientifiques et les astronomes pour résoudre l’un des principaux mystères concernant les trous noirs supermassifs. Les scientifiques détectent depuis longtemps des trous noirs supermassifs qui semblent s’être formés quelques centaines de millions d’années seulement après le Big Bang. La façon dont ces trous noirs massifs ont gagné de la masse en si peu de temps reste encore un mystère, comme l’explique M. Spingola.

Un système pourrait produire des ondes gravitationnelles

En outre, le système de deux trous noirs supermassifs identifié par les chercheurs pourrait produire des ondes gravitationnelles particulières, étant donné leur extrême proximité, qui pourraient être interceptées par les futurs détecteurs spatiaux.
Quoi qu’il en soit, il s’agit d’une étude de plus qui montre à quel point le phénomène de lentille gravitationnelle est important pour faire des observations que nous ne pourrions jamais faire, même avec le dispositif d’observation le plus avancé que nous puissions créer.

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