Le plus gros trou noir jamais découvert repousse les limites du possible en cosmologie

Ce mastodonte a une masse de 36 milliards de fois celle de notre Soleil. Pour vous donner une idée, le trou noir supermassif au centre de notre propre galaxie, la Voie Lactée, est environ 10 000 fois plus petit. Les calculs des scientifiques estiment que la masse maximale qu’un trou noir peut atteindre se situe entre 40 et 50 milliards de fois celle du Soleil. On est donc dangereusement proche de la limite théorique. Ce titan se trouve à 5 milliards d’années-lumière de la Terre, au cœur d’une galaxie tout aussi gigantesque.

La galaxie qui abrite ce monstre est si massive qu’elle crée un phénomène spectaculaire : elle déforme l’espace-temps autour d’elle, comme une boule de bowling sur un trampoline. La lumière des galaxies situées derrière elle est donc tordue, déformée. C’est ce qu’on appelle une lentille gravitationnelle. Dans ce cas précis, la lumière d’une galaxie lointaine est étirée pour former un anneau presque parfait, ce qui lui a valu le surnom de « Fer à Cheval Cosmique ». C’est un peu comme si l’univers lui-même nous faisait un clin d’œil, en créant une loupe cosmique pour nous aider à voir ce qui se cachait derrière.

Et c’est grâce à ce phénomène que les chercheurs ont pu repérer ce trou noir. Habituellement, pour trouver un trou noir, on regarde la vitesse à laquelle les étoiles tournent autour de lui. Mais pour des trous noirs très lointains et « dormants » (qui n’avalent pas de matière), c’est très difficile. Ici, les chercheurs ont combiné deux méthodes. Ils ont utilisé la lentille gravitationnelle et les données des télescopes les plus puissants, comme le Very Large Telescope (VLT) et Hubble, pour créer un modèle de la galaxie. « Nous avons pu repérer un trou noir ‘endormi’ uniquement grâce à son immense attraction gravitationnelle », explique Carlos Melo, l’auteur principal de l’étude.

L’astronome Thomas Collett, co-auteur de l’étude, insiste sur la certitude de leur découverte. « Nous avons détecté l’effet du trou noir de deux manières », dit-il. « Il modifie le chemin que prend la lumière lorsqu’elle passe à proximité, et il fait bouger les étoiles au centre de sa galaxie à une vitesse extrêmement rapide. En combinant ces deux mesures, nous pouvons être totalement convaincus que le trou noir est réel ». C’est cette double preuve qui rend cette découverte si solide.

Et là, les choses deviennent vraiment intéressantes. La galaxie hôte est ce que les scientifiques appellent un « groupe fossile ». C’est le résultat final d’une longue série de fusions de galaxies. Imaginez un cimetière de galaxies, où une seule a survécu après avoir dévoré toutes les autres. « Il est probable que tous les trous noirs supermassifs qui se trouvaient à l’origine dans les galaxies compagnes ont également fusionné pour former le trou noir ultramassif que nous avons détecté », explique Collett. Autrement dit, nous observons ici la fin de l’histoire : la fin de la formation des galaxies, et la fin de la formation des trous noirs.

Selon la source : gizmodo.com