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Un trou noir supermassif dans la Voie Lactée

Le trou noir dit LB-1 récemment découvert est si grand qu'il ne devrait pas exister dans la Voie Lactée où il vient cependant d'être découvert

Des astronomes ont découvert dans la Voie Lactée un trou noir de si grande taille qu'il pourrait obliger à remettre en cause le modèle actuel concernant la façon dont les étoiles évoluent. Il a été nommé LB-1. Il se trouve à 15.000 années lumières de la Terre et aurait une masse 70 fois supérieure à celle du soleil.

Rappelons que notre galaxie dite Voie Lactée est une galaxie spirale de diamètre estimé à 100.000 années lumière, voire du double. Elle comprend 200 à 400 milliards d'étoiles et environ 100 milliards de planètes. Le système solaire qui en fait partie se trouve à environ 27.000 années lumière de son centre, lequel serait constitué selon les hypothèses actuelles d'un trou noir supermassif. La Voie Lactée comporte 100 millions de trous noirs stellaires, c'est-à-dire formée par l'effondrement gravitationnel d'une étoile ayant consommé tout son combustible (supernova) .

Mais la taille de LB-1 l'apparente aux trous noirs supermassifs. Ceux-ci sont au moins un million de fois plus massifs que le Soleil. Leur origine est incertaine. Aucun à ce jour n'avait été observé dans la galaxie. Au delà de celle-ci, des ondulations dans l'espace-temps ont permis d'envisager leur présence dans d'autres galaxies, sans pouvoir préciser le mécanisme de leur formation. Il faudra comprendre comment un trou noir supermassif tel que LB-1 ait pu se former dans la Voie Lactée et à une distance si proche de la Terre, autrement dit si éloignée du trou noir supermassif qui se trouverait par ailleurs au centre de la galaxie.

LB-1 a été découvert par une équipe internationale travaillant sur le télescope chinois LAMOST. D'autres images ont ensuite été obtenues à partir du Gran Telescopio Canarias espagnol et du téléscope Keck 1 aux Etats-Unis. La présence des trous noirs ne peut être directement observée puisque par définition ils absorbent tous les rayonnements directs. On les détecte par les rayons X qu'ils émettent. Mais ceux-ci sont faibles et brouillés. Seuls 4.000 trous noirs ont été à ce jour directement observés de cette façon.

Le nom de LAMOST est un raccourci pour Télescope spectroscopique multi-objets à fibres optiques grand champ. Il a fallu plusieurs années d'observations faites sur ce télescope pour découvrir LB-1 (voir image) 

Références

1. Nature Astrom 2017
Black hole spotted in the centre of the Milky Way
https://www.nature.com/articles/d41586-017-03219-5
8 september 2017

Abstract
A black hole 100,000 times the mass of the Sun seems to be lurking near the core of our Galaxy.
Astrophysicists have long theorized the existence of supermassive black holes at galactic cores, built by successive mergers of intermediate-mass black holes, but no such objects have yet been confirmed. Tomoharu Oka of Keio University in Yokohama, Japan, and his colleagues used the ALMA radio telescope in Chile to observe a cloud of molecular gas that previous observations had suggested contained fast-moving gas swirling around a small object. ALMA's high-resolution images revealed a point-like source of radio-wave emission and a clump of gas at its centre — consistent with a black hole roughly 100,000 times as massive as the Sun.

The black hole could be the remnant of a dwarf galaxy that was swallowed up by the Milky Way, lending credence to the merger scenario of supermassive-black-hole formation, the authors suggest.

2 Nature 2019 27 november
A wide star–black-hole binary system from radial-velocity measurements
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1766-2

Abstract
All stellar-mass black holes have hitherto been identified by X-rays emitted from gas that is accreting onto the black hole from a companion star. These systems are all binaries with a black-hole mass that is less than 30 times that of the Sun
1,2,3,4. Theory predicts, however, that X-ray-emitting systems form a minority of the total population of star–black-hole binaries5,6
. When the black hole is not accreting gas, it can be found through radial-velocity measurements of the motion of the companion star. Here we report radial-velocity measurements taken over two years of the Galactic B-type star, LB-1. We find that the motion of the B star and an accompanying Hα emission line require the presence of a dark companion with a mass of 68+11−1368−13+11 solar masses, which can only be a black hole. The long orbital period of 78.9 days shows that this is a wide binary system. Gravitational-wave experiments have detected black holes of similar mass, but the formation of such massive ones in a high-metallicity environment would be extremely challenging within current stellar evolution theories.

 

 

02/12/2019
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