Une étoile semblable au soleil contribue à la découverte du trou noir le plus proche de la planète Terre
Depuis les années 1980, les scientifiques étudient les trous noirs supermassifs. qui réside au centre de la plupart des galaxies géantes de l'univers. Et en avril 2019, l'équipe du télescope Event Horizon a publié la toute première image d'un trou noir supermassif.
Karl Schwarzfeld a développé sa théorie qui a établi l'existence des trous noirs en 1916, après avoir trouvé une solution aux équations de champ de la théorie de la relativité générale d'Einstein.
Après cela, les astronomes ont réussi à observer les trous noirs pour la première fois au milieu du XXe siècle, en utilisant des méthodes indirectes, c'est-à-dire en observant les effets des trous noirs sur les objets qui les entourent et sur l'espace.
Ces observations ont permis de tester les lois de la physique dans des conditions extrêmes et d'apporter de nouvelles connaissances sur les forces qui ont façonné l'univers.
Dans une étude récente, une équipe internationale de chercheurs s'est appuyée sur les données disponibles de l'Observatoire Gaia pour détecter une étoile semblable au soleil avec une orbite inhabituelle. L'équipe a conclu qu'en raison de la nature de l'orbite de l'étoile, elle devait faire partie d'un système binaire avec un trou noir. Ainsi, ce trou noir est le plus proche de notre système solaire, et indique la présence de pas mal de trous noirs inactifs dans notre galaxie.
Le chef de l'équipe de recherche Karim El Badry est membre de la Harvard Astronomy Society en collaboration avec le Harvard-Smithsonian Center for Astronomy et le Max Planck Institute for Astronomy. Il a été rejoint par des chercheurs de Caltech et de Berkeley, du Flatirion Institute for Astronomy, de l'Institut Weizmann des sciences, de l'Observatoire de Paris, du Calvi Institute for Astronomy and Space Research du MIT et de plusieurs autres universités. L'article sur leurs découvertes sera publié dans la publication mensuelle de la Royal Astronomical Society.
Al-Badri a indiqué dans un message aux médias que cette recherche fait partie d'une campagne élargie visant à identifier les trous noirs dormants qui s'accouplent avec des étoiles ordinaires dans la Voie lactée.
"J'ai recherché des trous noirs dormants pendant quatre ans, en utilisant de grandes bases de données et diverses méthodes", dit-il. Mes tentatives précédentes ont mis au jour une multitude de fichiers binaires ressemblant à des trous noirs, mais cette fois, la recherche semble finalement avoir porté ses fruits. »
Pour leur étude, El-Badri et ses collègues se sont appuyés sur les données de l'Observatoire Gaia de l'Agence spatiale européenne. Cette mission d'une décennie a mesuré les positions, les distances et les mouvements de près d'un milliard d'objets astronomiques, tels que des étoiles, des planètes, des galaxies, des comètes et des astéroïdes.
La mission Gaia aspire à construire le guide 3D le plus précis de l'univers en suivant le mouvement des objets en orbite autour du centre de la galaxie de la Voie lactée. Cette méthode est connue sous le nom d'astrométrie.
El-Badry et ses collègues ont examiné 168 065 étoiles de la publication de données Gaia III, qui sont probablement deux corps en orbite ensemble.
Leur analyse des données a trouvé un candidat possible - une étoile jaune nommée DR3 4373465352415301632 - selon les données de Gaia. Pour plus de commodité, l'équipe l'a nommé Gaia BH1. Al-Badri et ses collègues ont déterminé que cette étoile partage une orbite avec un trou noir. Sur la base des données de leur observation de l'orbite de l'étoile.
"Nous nous sommes concentrés sur l'analyse spectrale de l'étoile à l'aide de plusieurs autres télescopes, pour nous assurer que la méthode de recherche de Gaia est correcte", explique El-Badri. Et pour exclure toute autre possibilité, il ne reste aucune explication logique si ce n'est que cette masse est bien un trou noir sombre.
Pour confirmer leurs observations, l'équipe a analysé les mesures de vitesse radiale de Gaia BH1 avec plusieurs télescopes et spectromètres indépendants, notamment HIRES, MPG/ESO, X-Shooter, GMOS et LAMOS.
L'équipe s'est appuyée sur les mêmes moyens utilisés pour trouver des exoplanètes, à savoir l'analyse spectrale Doppler, et ces observatoires ont fourni une analyse spectrale qui a permis à l'équipe de mesurer les forces gravitationnelles affectant l'orbite. Ces observations et mesures ont confirmé que l'orbite de Gaia BH1 contient un compagnon caché de 10 fois la masse du Soleil.
Al-Badri a indiqué que cette découverte pourrait établir l'existence du premier trou noir dans la Voie lactée qui n'a pas été détecté par les émissions de rayons X ou toute autre image énergétique.
Al-Badri a déclaré : « Les modèles prédisent que la Voie lactée contient environ 100 millions de trous noirs, dont nous n'en avons découvert que 20. Tout ce qui a été détecté auparavant a été observé avec des binaires à rayons X : le trou noir engloutissant l'étoile compagne la fait briller si fort dans la gamme des rayons X, en raison de la conversion de l'énergie potentielle gravitationnelle de la matière en lumière.
Tout cela n'est que la pointe de l'iceberg, car de nombreux objets volumineux cachés dans des binaires très éloignés les uns des autres peuvent nous apparaître. Notre découverte de Gaia BH1 met en lumière ce type d'objet.
Cette découverte, si les scientifiques confirment sa validité, signifie que la galaxie de la Voie lactée est pleine de trous noirs inactifs. Ils sont définis comme des trous noirs qui ne sont pas déduits de l'anneau brillant qui les entoure ou du flux de rayonnement, ou des jets ultrarapides émanant de ses pôles, comme dans le cas des quasars.
L'influence de ces objets sur l'évolution des étoiles et des planètes serait très profonde dans notre galaxie s'ils y étaient effectivement répandus. Mais il est également possible que ce trou noir inerte soit un cas unique plutôt qu'un indice de la prolifération d'homologues dans la galaxie.
Al-Badri et son équipe attendent la quatrième édition des données de Gaia jusqu'à ce que leur hypothèse soit confirmée, et bien que la date de sa publication ne soit pas encore connue, elle contiendra toutes les informations qui ont été recueillies sur une période de cinq ans, ce qui est la durée de cette mission hypothétique.
L'édition comprendra un répertoire des dernières mesures astronomiques, photométriques et de vitesse radiale de toutes les étoiles, trous noirs, binaires, galaxies et exoplanètes observables.
Il convient de noter que la cinquième et dernière version contiendra également des données de la mission originale et supplémentaire ; C'est-à-dire plus de 10 ans.
"La prochaine version de Gaia devrait permettre la découverte de dizaines de systèmes similaires, sur la base de la fréquence d'occurrence des binaires identifiés par Gaia BH1", déclare El-Badry.
Il est difficile de connaître le nombre d'homologues à partir d'un seul objet. Ce pourrait être juste un coup de chance ou une valeur aberrante. Nous sommes très enthousiastes à l'idée de mener des études sur les distributions de ces objets, que les nombreux échantillons mettront à notre disposition.
sources:sites internet