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Selon une nouvelle étude, des centaines de trous noirs pourraient se trouver au centre de notre galaxie. Une telle quantité de trous noirs théorisés depuis des décennies, mais qui n’ont jamais été détectés, renforcent les modèles actuels de l’évolution des galaxies, affirment les scientifiques.

Plusieurs galaxies, y compris la nôtre, ont un trou noir supermassif à leur centre qui se développe en attirant lentement une foule d’objets plus petits, y compris des étoiles et des systèmes solaires. Les scientifiques ont longtemps soupçonné que cette région pourrait également contenir de nombreux petits trous noirs, mais ils n’y avait pas suffisamment de preuves. Dans une nouvelle étude, Charles Hailey, astrophysicien à l’Université Columbia, et ses collègues ont examiné les douzaines d’années de données recueillies par l’Observatoire Chandra X. Un engin en orbite dont les instruments sont conçus pour détecter les radiations à haute énergie émises par la matière chaude entourant les étoiles se trouvant près des trous noirs.

Plusieurs sources de rayons X

Lorsqu’ils ont regardé la région de l’espace à environ 12 années-lumière du trou noir supermassif de notre galaxie, un objet baptisé Sagittaire A *, ils ont trouvé des centaines de sources de rayons X, et lorsqu’ils ont comparé les émissions de rayons X des étoiles les plus proches de Sagittaire A * avec celles qui se trouvaient un peu plus loin, ils ont trouvé de grandes différences.

Par exemple, note Hailey, plusieurs sources de rayons X situées à 3,3 années-lumière du cœur de la galaxie ont une proportion excessivement élevée d’émissions à haute énergie. Les modèles actuels de l’évolution galactique suggéraient qu’une seule source de ce type pourrait être trouvée près de Sagittaire A *. Mais l’équipe a en plutôt détecté 12, rapportent les chercheurs dans Nature.

Au moins six de ces sources de rayons X – et peut-être tous les 12 – sont susceptibles d’être ce que les astronomes appellent des binaires X, explique Hailey. Un membre de cette paire était une étoile, tandis que l’autre était un trou noir ou une étoile à neutrons. Cependant, les émissions des binaires X qui incluent des étoiles à neutrons, surgissent soudainement et disparaissent ensuite au moins une fois tous les 5 à 10 ans, explique Hailey. Parce que les émissions de rayons X et leurs sources n’ont pas varié au cours des 12 dernières années, Hailey suppose que ces systèmes binaires comprennent des trous noirs de petite masse.

« Ceci est un petit nombre de sources, mais elles sont très intrigantes », explique Fiona Harrison, astrophysicienne à l’Institut de Technologie de Californie à Pasadena qui n’était pas impliquée dans le travail. L’équilibre entre les rayons X à haute énergie et ceux à faible énergie émis par ces sources «est cohérent avec ceux des systèmes binaires de faible masse ayant des trous noirs», note-t-elle.

Les systèmes binaires

Les binaires X ne sont pas si communs. Mais chacun de ces astronomes a repéré de tels systèmes, ils ont également détecté beaucoup plus de trous noirs qui n’ont pas de compagnons. De tels trous noirs isolés seraient trop obscurs pour être discernés au cœur de la galaxie, mais les systèmes binaires servent de traceur, suggérant qu’ils sont là, et en très grand nombre. Même si seulement six des sources de rayons X comprennent un trou noir, il y en a probablement entre 300 et 500 en orbite autour de 3,3 années-lumière du noyau de notre galaxie, explique Hailey et ses collègues.

Ce travail pourra aider à faire la lumière sur la façon dont les binaires X se forment et se développent, explique Harrison. Par exemple, dans le cœur surpeuplé d’une galaxie, les trous noirs peuvent avoir plus d’occasions de s’associer à des étoiles voisines – et ensuite de les aspirer, générant des rayons X durant ce processus – que dans les régions plus éparses du groupe stellaire. « Il y a beaucoup d’incertitude sur la façon dont ces choses se forment », note-t-elle.

[via Science]