Deux trous noirs se tournent autour et nous permettent de voir l'avenir

Regarder le passé pour mieux comprendre le futur de notre galaxie, voire de notre espèce, si nous sommes encore vivants d'ici là. Des astronomes ont réussi à observer, pour la première fois, deux trous noirs supermassifs orbitant l'un autour de l'autre, révèle leur étude publiée dans The Astrophysical Journal, disponible sur arXiv.org.

"Pendant très longtemps, nous avons scruté l'espace, à la recherche d'une paire de trous noirs supermassifs en orbite, conséquence de la fusion de deux galaxies, raconte Greg Taylor, l'un des astronomes à l'origine de la découverte, sur le site de l'Université de New Mexico (UNM), Mais si nous avions théoriquement prévu cet événement [considéré comme une étape naturelle dans l'évolution des galaxies], personne ne l'avait encore jamais observé". Peut-être parce que les trous noirs qui se rencontrent fusionnent très rapidement ou alors parce qu'un des deux trous noirs se fait expulser, avancent les chercheurs dans leur étude.

Mais aussi parce que les trous noirs sont tellement massifs qu'ils absorbent même la lumière, et sont donc (presque) invisibles. Pour les "voir", il faut observer leur entourage et détecter l'influence qu'ils exercent sur la matière les environnant. Pour y parvenir, les astronomes ont pointé le Very Long Baseline Array (VLBA), un réseau de 10 radiotélescopes, vers la galaxie 0402+379, à environ 750 millions d'années-lumière de la Terre. Ils ont alors enregistré différentes fréquences radio émises par deux trous noirs, baptisés C1 et C2.

"Le professeur Greg Taylor m'a d'abord transmis les premières données du VLBA [...], que nous avons combinées avec des données du VLBA datant de 2003, explique Karishma Bansal, chercheur à l'UNM et principal auteur de l'étude. C'est ce qui nous a permis de déterminer que les deux trous noirs orbitaient l'un autour de l'autre. Et c'est vraiment génial". Mais contrairement à ce que le dessin d'illustration ci-dessus laisse croire, les astronomes n'ont pas pu voir deux magnifiques trous noirs au centre de leur galaxie, mais plutôt ça :

Ou,dans sa version la plus visuelle, ça:

Ce qui est déjà exceptionnel.

D'autant que ces observations leur ont aussi permis de déterminer la masse des deux monstres galactiques, qui est environ 15 milliards de fois plus élevée que celle de notre Soleil. Les deux entités sont séparées par 7,3 parsec, soit 23,8 années-lumières. Elles font le tour l'une de l'autre en environ 24 000 ans, ajoute Karishma Bansal.

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Ce qui veut dire que malgré des observations ultra-précises étalées sur plus de 15 ans, les astronomes n'ont pas été capables de détecter la moindre trace de courbure dans les trajectoires respectives des trous noirs.

"Imaginez un escargot se déplaçant à 1 cm par seconde sur une planète orbitant autour de Proxima du Centaure -une étoile située à 4243 années-lumière de la Terre-, et bien c'est ce genre de moment angulaire [trajectoire] qu'on tente de calculer, illustre Roger W. Romani, un chercheur de l'Université de Stanford. Évidemment, l'équipe d'astronomes va continuer à observer les deux trous noirs pour affiner ses résultats.

Loin d'être anecdotique, cette nouvelle étude va permettre de grandement améliorer notre compréhension des trous noirs, qui restent encore très énigmatiques, même après la découverte des ondes gravitationnelles. L'observation de ces deux trous noirs en orbite devrait notamment nous permettre de mieux comprendre d'où viennent les galaxies -et notamment la nôtre, la Voie Lactée-, où elles se dirigent et le rôle des trous noirs dans ce processus.

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Ce qui est particulièrement intéressant quand on sait que la galaxie d'Andromède qui possède, comme la Voie Lactée un trou noir supermassif en son centre, nous fonce dessus à 430 000 km/h. Ce que les chercheurs de l'UNM observent actuellement dans la galaxie 0402+379 pourrait bien être ce qui nous attend, quand Andromède nous percutera, d'ici quatre milliards d'années environ.

"Les trous noirs supermassifs exercent une énorme influence sur les étoiles qui se trouvent autour d'eux, mais aussi sur la croissance et l'évolution des galaxies, résume Greg Taylor. Mieux les comprendre, et mieux comprendre ce qu'il se passe quand ils fusionnent est très important pour notre compréhension de l'univers".