L'étude de plusieurs dizaines de galaxies dans un rayon de plusieurs milliards d'années-lumière du nôtre a révélé plusieurs trous noirs qui dépassent plusieurs fois nos attentes quant à leur taille. Les dernières recherches nous aident non seulement à mieux comprendre l'évolution de ces mystérieux objets astrophysiques, mais nous ouvrent également de nouvelles questions intéressantes. Par exemple, comment les trous noirs deviennent-ils si incroyablement massifs?
Les trous noirs, qui sont le résultat de l'effondrement stellaire, n'ont pas besoin d'être présentés. Nous avons entendu dire qu'ils provoquaient des perturbations dans l'espace-temps, regardé leurs «éructations» et même, peut-être pour la première fois dans l'histoire, nous pourrons voir l'un d'eux de nos propres yeux cette année. Les scientifiques sont très intéressés par les trous noirs, et il y a une raison très compréhensible à cela.
«Que sont les galaxies? Ce sont des «briques» qui sont combinées dans l'image globale de l'Univers. Et pour comprendre comment ils se forment et évoluent, nous devons d'abord comprendre le fonctionnement des trous noirs », explique la physicienne Julia Hlavacek-Larrondo de l'Université de Montréal, au Canada.
Non pas que les trous noirs eux-mêmes simplifient ce travail - il est très difficile de comprendre ce qui est impossible (comme il nous semble) de voir directement. Par conséquent, les astrophysiciens recherchent d'autres indices qui leur permettraient de creuser plus profondément. L'une des directions est la recherche d'une connexion entre les masses de trous noirs et les galaxies dans lesquelles ils se trouvent. Si nous avions un moyen simple de comparer la taille des galaxies avec les trous noirs en leur centre, alors, selon les scientifiques, cela nous permettrait d'économiser beaucoup de temps et d'efforts pour étudier à la fois la première et la seconde.
Par conséquent, Hlavacek-Larrondo, unissant ses forces avec d'autres scientifiques du Canada, d'Espagne et du Royaume-Uni, a mené une étude sur 72 galaxies situées dans un rayon de 3,5 milliards d'années-lumière de nous, dans l'espoir de trouver une formule générale qui pourrait simplifier la détermination de la masse. trous noirs dans les centres galactiques. Les scientifiques ont partagé leurs observations dans les avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Pour estimer la taille des trous noirs eux-mêmes, l'équipe a analysé le spectre de rayons X s'échappant des flux vortex de gaz chauds des disques d'accrétion des trous noirs, puis a comparé les chiffres à la luminosité globale de la galaxie environnante.
Selon une hypothèse assez populaire, plus la galaxie elle-même est grande, plus le trou noir lui-même, situé en son centre, peut être grand - mais dans la pratique, tout s'est avéré pas aussi simple que prévu.
«Nous avons constaté que les trous noirs pouvaient être beaucoup plus grands que la taille statutaire estimée», a commenté l'auteur principal de l'étude, Mar Mezqua, de l'Institut des sciences spatiales en Espagne.
Vidéo promotionelle:
Au lieu de la corrélation attendue en masse et en taille avec leurs galaxies, un certain nombre de trous noirs ont montré une croissance et un gain de masse beaucoup plus rapides que le reste de l'espace autour d'eux. Il s'est avéré qu'environ 40% des trous noirs étudiés avaient une masse de 10 milliards de fois ou plus la masse du Soleil. Ici, cependant, il faut préciser qu'aucun enregistrement de masse n'a été enregistré, et la primauté appartient toujours au trou noir de la galaxie NGC 4889, dont la masse équivaut à 21 milliards de masses solaires. De plus, on soupçonne que la galaxie S5 0014 + 81, située à 12,1 milliards d'années-lumière de distance, contienne un véritable monstre d'une masse d'environ 40 milliards de soleils. Mais néanmoins, un si grand nombre de trous noirs supermassifs ont amené les scientifiques à se demander comment ils le deviennent.
Les chercheurs ont deux théories: soit ces trous noirs semblaient à l'origine très grands et attiraient littéralement la majeure partie de la matière de la galaxie autour d'eux, soit il y a de sérieuses lacunes dans nos connaissances sur la façon dont les galaxies produisent des trous noirs.
«Sont-ils si gros parce qu'ils sont apparus immédiatement comme ça, ou ont-ils été aidés par des conditions idéales qui leur ont permis de croître très rapidement pendant plusieurs milliards d'années? Nous ne pouvons pas répondre à cette question pour le moment », déclare Mezqua.
Cependant, la réponse à cette question peut être contenue dans une autre étude publiée dans la plus grande bibliothèque en ligne d'articles scientifiques arXiv.org et en attente de vérification. Au cours de son cours, les scientifiques ont étudié plus de 30000 galaxies situées dans un rayon de 12,2 milliards d'années-lumière, et ont constaté que le rapport entre le taux de croissance des trous noirs et le taux de croissance des étoiles s'accélérait avec la croissance des galaxies elles-mêmes, dans lesquelles se trouvaient les objets étudiés. En d'autres termes, dans les galaxies avec un grand nombre d'étoiles, les trous noirs étaient toujours «voraces».
Une conclusion plus générale de ces études est qu'il existe en effet un lien entre la formation d'étoiles et les trous noirs, et c'est très déroutant. Bien sûr, plus d'une dizaine d'études supplémentaires seront nécessaires pour mieux le comprendre. Mais une chose devient déjà claire: sans ces géants, notre Univers serait complètement différent.
Nikolay Khizhnyak
