Un trou noir encore inconnu a annoncé son existence aux astronomes lorsqu’il s’est brisé et a dévoré une étoile qui errait près de lui.
Un trou noir de masse moyenne est situé dans une galaxie naine à un million d’années-lumière un terrain L’étoile s’est déchirée lors d’un événement que les astronomes appellent un événement de perturbation des marées (TDE). TDE s’est rendu visible lorsqu’il a libéré une onde de rayonnement si puissante qu’il a brièvement surpassé toutes les étoiles de la maison de sa galaxie naine combinées.
TDE peut aider les scientifiques à comprendre la relation entre les galaxies et trous noirs à l’intérieur d’eux. Il fournit également aux astronomes un autre trou noir intermédiaire à étudier. « Cette découverte a provoqué une excitation généralisée parce que nous pouvons utiliser les événements de perturbation des marées non seulement pour trouver plus de trous noirs de masse intermédiaire dans une naine silencieuse. » galaxies mais aussi pour mesurer leurs masses », a déclaré Ryan Foley, co-auteur de la recherche et astronome de l’Université de Californie à Santa Cruz (UCSC). déclaration (Ouvre dans un nouvel onglet).
à propos de: Le trou noir « rote » une étoile « nouilles » qu’il a dévorée pendant des années
Lueur TDE – losange en 2020neh (Ouvre dans un nouvel onglet)Il a été observé pour la première fois par des astronomes utilisant la Young Supernova Experiment (YSE), une enquête astronomique qui détecte des événements cosmiques de courte durée tels que des explosions de supernova, dans lesquelles un trou noir a commencé à dévorer une étoile.
L’observation de ce moment initial de destruction était essentielle pour permettre à une équipe internationale dirigée par des scientifiques de l’UCSF, le premier auteur de recherche et l’astronome de l’Institut Niels Bohr, Charlotte Angus, de mesurer et de trouver la masse du trou noir qui l’entoure. 100 000 millions de fois la masse du Soleil. (Ouvre dans un nouvel onglet)
Les TDE ont été utilisés avec succès pour mesurer la masse de trous noirs supermassifs dans le passé, mais c’est la première fois qu’ils se sont avérés efficaces pour documenter les masses de petits trous noirs de masse intermédiaire.
Cela signifie que l’observation initiale de la lueur incroyablement rapide d’AT 2020neh pourrait fournir une base de référence pour mesurer les masses des trous noirs de taille moyenne à l’avenir.
« Le fait que nous ayons pu capturer ce trou noir de taille moyenne alors qu’il dévorait une étoile nous a donné une merveilleuse opportunité de découvrir ce qui aurait pu nous être caché », a déclaré Angus. De plus, nous pouvons utiliser les propriétés de la lueur elle-même pour comprendre ce groupe insaisissable de trous noirs de poids moyen, qui peut représenter la majorité des trous noirs au centre des galaxies.
Cette classe de trous noirs de taille moyenne a une plage de masse comprise entre 100 et 100 000 fois le soleilce qui les rend beaucoup plus massifs que les trous noirs de masse stellaire mais beaucoup plus petits que les trous noirs supermassifs au cœur de la plupart des galaxies, y compris Voie Lactée.
Les physiciens soupçonnent depuis longtemps que les trous noirs supermassifs, dont les masses peuvent être des millions, voire des milliards de fois la masse du Soleil, peuvent atteindre des masses aussi massives à la suite de la fusion de trous noirs de masse moyenne.
Une théorie concernant le mécanisme qui pourrait faciliter cette croissance est que l’univers primitif était riche en galaxies naines avec des trous noirs intermédiaires.
Lorsque ces galaxies naines ont fusionné ou ont été englouties par des galaxies plus grandes, les trous noirs intermédiaires en leur sein se sont dispersés, augmentant ainsi leur masse. Ce processus séquentiel de fusions de plus en plus importantes conduira éventuellement à trou noir géant Les titans sont au cœur de la plupart des galaxies aujourd’hui.
« Si nous pouvons comprendre combien de trous noirs de masse intermédiaire existent – combien et où il y en a – nous pouvons aider à déterminer si nos théories sur la formation de trous noirs supermassifs sont correctes », a déclaré le co-auteur et professeur d’astronomie à UCLA. Enrico Ramirez Ruiz est astrophysicien.
L’une des questions restantes concernant la théorie de la croissance des trous noirs est la suivante : toutes les galaxies naines ont-elles leur propre trou noir de masse intermédiaire ? Il est difficile de répondre à cette question car, comme les trous noirs piègent la lumière derrière une limite extérieure appelée horizon des événements, ils sont effectivement invisibles à moins qu’ils ne se nourrissent du gaz et de la poussière environnants, ou s’ils se rompent. étoiles dans les TDE.
Les astronomes peuvent utiliser d’autres méthodes, telles que l’examen de l’effet gravitationnel des étoiles qui les orbitent, pour déduire la présence de trous noirs. Cependant, ces méthodes de détection ne sont actuellement pas suffisamment sensibles pour être appliquées à des trous noirs distants au centre des galaxies naines.
En conséquence, quelques trous noirs de masse moyenne ont été localisés dans des galaxies naines. Cela signifie qu’en détectant et en mesurant les éruptions TDE pour les trous noirs de taille moyenne tels que AT 2020neh, cela pourrait être un outil essentiel pour régler le débat sur la croissance des trous noirs supermassifs.
Les recherches de l’équipe ont été publiées le 10 novembre dans la revue astronomie naturelle (Ouvre dans un nouvel onglet).
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