Mystère dans la Vierge : Pourquoi la galaxie NGC 4486B a-t-elle deux cœurs ?

Une étrange découverte au cœur de l’amas de la Vierge

C’est fascinant de voir à quel point notre vision de l’univers change, n’est-ce pas ? On pense tout connaître, et puis, un nouvel instrument pointe le bout de son nez et remet tout en question. C’est exactement ce qui vient d’arriver avec une équipe internationale d’astronomes qui a utilisé le fameux télescope spatial James Webb (JWST) pour observer une galaxie elliptique bien particulière, nommée NGC 4486B. Les résultats de cette campagne d’observation, publiés tout récemment le 16 décembre sur le serveur de préimpression arXiv, nous offrent des perspectives assez incroyables.

Alors, de quoi parle-t-on exactement ? NGC 4486B, qu’on appelle aussi parfois VCC1279, n’est pas n’importe quelle galaxie. C’est une galaxie elliptique compacte située en plein centre de l’amas de la Vierge. Elle est plutôt petite si on la compare à d’autres géantes, avec un rayon effectif d’environ 620 années-lumière. Mais ne vous y trompez pas, elle est dense ! Sa magnitude absolue est de 17,6 mag et, tenez-vous bien, sa masse stellaire totale est estimée à environ 6 milliards de masses solaires. C’est lourd, très lourd pour une si petite structure.

Ce qui a attiré l’attention des chercheurs, c’est une anomalie repérée initialement par le télescope Hubble (HST) : cette galaxie semble posséder un double noyau. Oui, deux cœurs. C’est un phénomène qu’on retrouve aussi chez notre voisine, la galaxie d’Andromède. Ces deux noyaux, un pic plus brillant et un autre plus faible, sont séparés par une distance d’environ 39 années-lumière (ce qui correspond à environ 12 parsecs sur les images). Mais pourquoi ? C’est là toute la question.

L’énigme du double noyau et l’enquête minutieuse

L’origine de ce double noyau est restée floue pendant un moment. C’est le genre de mystère qui empêche les astronomes de dormir, j’imagine. Une des explications possibles, et c’est celle qui semble tenir la corde, c’est que ce phénomène serait dû à la présence d’un disque stellaire excentrique, aligné de manière apsidale, orbitant autour d’un trou noir supermassif central (SMBH). C’est un peu technique, mais imaginez un disque d’étoiles qui ne tourne pas tout à fait rond autour du centre.

Pour tirer cela au clair, un groupe d’astronomes dirigé par Behzad Tahmasebzadeh, de l’Université du Michigan, a décidé de ne pas en rester aux suppositions. Ils ont braqué le spectrographe proche infrarouge (NIRSpec) du JWST sur NGC 4486B. Leur objectif ? Démêler, une bonne fois pour toutes, l’origine de ce noyau bizarre. Ils ne se sont pas contentés de ça, d’ailleurs, puisqu’ils ont complété leur étude avec des données provenant du bon vieux Hubble. Comme ils l’ont écrit eux-mêmes : « Dans ce travail, nous étudions les signatures photométriques et cinématiques du double noyau dans NGC 4486B ». Une vraie enquête de détective cosmique.

Les observations du JWST ont d’abord révélé que la galaxie possède un noyau plat avec un rayon d’environ 65,2 années-lumière. Mais c’est là que ça devient vraiment intéressant… ou étrange, selon le point de vue. Le trou noir supermassif a été identifié à environ 19,5 années-lumière du centre. Vous avez bien lu, il n’est pas tout à fait au milieu ! Il présente aussi probablement un décalage de vitesse d’environ 16 km/s par rapport aux étoiles situées de l’autre côté de la galaxie. C’est comme si le cœur de la galaxie avait un peu glissé.

Un trou noir bousculé : la théorie du disque excentrique

Alors, qu’est-ce que tout cela signifie ? En gros, les observations suggèrent que ce fameux double noyau de NGC 4486B est bien dû à un disque nucléaire excentrique (END), très similaire à celui qu’on trouve dans la galaxie d’Andromède. Dans ce scénario un peu chaotique, on suppose qu’un « coup de recul » dû à des ondes gravitationnelles a pu transformer un disque stellaire circulaire bien sage, lié à un trou noir, en un disque déséquilibré et excentrique.

Les astronomes ont noté que les études précédentes, basées sur la luminosité de surface et les distributions cinématiques de simulations, correspondent parfaitement aux propriétés qu’ils observent aujourd’hui dans NGC 4486B. Par exemple, le pic le plus faible et le pic de dispersion de vitesse coïncident, ce qui est cohérent avec les prédictions pour des disques excentriques vus presque par la tranche.

En se basant sur ces propriétés observées et sur la masse du trou noir, les chercheurs ont sorti leurs calculettes. Ils estiment que le trou noir supermassif a subi un coup de recul assez violent, d’environ 340 km/s. Imaginez la puissance nécessaire pour déplacer un objet de cette masse à une telle vitesse ! D’après leurs prédictions, avec une telle impulsion, le trou noir devrait mettre environ 30 millions d’années pour revenir sagement au centre de la galaxie. C’est long pour nous, mais c’est une broutille à l’échelle de l’univers.

Conclusion : Un laboratoire cosmique à portée de main

Pour finir, ce que cette étude nous montre, c’est que même les galaxies qui semblent vieilles et tranquilles ont une histoire tumultueuse. Les auteurs de l’article concluent que, bien que NGC 4486B soit une galaxie ancienne et détendue près du centre de l’amas de la Vierge, son trou noir supermassif semble avoir fusionné tout récemment. C’est assez inattendu, non ?

Cela fait de son noyau un « laboratoire proche rare » pour étudier la dynamique des trous noirs après une fusion. C’est une chance inouïe pour les scientifiques de pouvoir observer ce genre de mécanique céleste presque en direct… enfin, façon de parler, vu les échelles de temps ! On réalise, encore une fois, que l’espace est tout sauf un endroit figé.

Ce contenu a été créé avec l’aide de l’IA.