Une équipe de scientifiques de l'institut Max Planck de physique extraterrestre (MPE) a observé l'expulsion d'un nouveau trou noir par sa galaxie parente, suite à la fusion de deux trous noirs. Cette observation exceptionnelle confirme une prédiction clé de la théorie de la relativité d'Einstein; elle ouvre par ailleurs de nouvelles perspectives concernant notre compréhension de la formation et de l'évolution des galaxies.

La fusion des deux trous noirs a entraîné la libération d'une quantité phénoménale d'énergie sous forme d'ondes gravitationnelles, puis leur expulsion de la galaxie à la vitesse de la lumière. Ces ondes se déplacent dans une seule direction, alors que le trou noir reçoit une impulsion dans la direction opposée. D'où la désolidarisation du trou noir du noyau de la galaxie. La vitesse impressionnante de ce phénomène garantie l'expulsion totale du trou noir de la galaxie.

Grâce aux grandes lignes d'émissions de gaz autour du trou noir, les chercheurs ont pu calculer la vitesse de déplacement de ce trou noir, qui atteint les 2650 kilomètres par seconde. Comme l'expliquent les scientifiques, la vitesse de fuite (dont la masse correspond à plusieurs centaines de millions de masses solaires) est telle que le trou noir est expulsé de sa galaxie parent. À cette vitesse, on pourrait voyager de New York à Los Angeles en moins de deux secondes.

L'équipe de Max Planck a également trouvé un ensemble restreint de lignes d'émissions générées à partir de gaz restant dans la galaxie. La radiation émise à partir de l'expulsion des trous noirs a permis d'alimenter les gaz. Ce gaz, qualifié de «gaz du disque d'accrétion», continuera d'«alimenter» le trou noir expulsé pendant des millions d'années. Durant le processus d'accrétion, le gaz brille en ondes rayons X. Les chercheurs ont également découvert que l'émission de rayons X a émergé du trou noir à une distance de 10 milliards d'années-lumière de notre système après que le satellite ROSAT a scanné cette région.

De tels évènements avaient été prédis par Einstein dans sa théorie de la relativité; ils font l'objet de nombreux débats depuis des années. Jusqu'à présent, les scientifiques s'aidaient de superordinateurs pour simuler ces phénomènes extrêmes. Les observations faites par l'équipe de l'institut Max Planck nous confirment que ces phénomènes ont réellement lieu. Les trous noirs peuvent en effet fusionner, et ces éléments fusionnés sont alors accompagnés d'ondes gravitationnelles qui peuvent engendrer d'autres phénomènes. Ces observations montrent également qu'il existe certainement des galaxies dépourvues de trous noirs dans leurs noyaux, de même que des trous noirs solitaires qui flottent sans fin dans l'espace entre les galaxies.

L'équipe tentera désormais de déterminer si la formation ainsi que l'évolution des galaxies et des trous noirs ont eu lieu simultanément au «commencement de l'Univers», ou si une «population» de galaxies se sont vu refuser leurs trous noirs centraux. Les découvertes de l'équipe vont encourager les astrophysiciens à développer des simulations plus «détaillées» des «coups de fouet» gravitationnels et évaluer leur impact sur l'évolution des trous noirs et des galaxies.

Pour de plus amples informations, consulter:

[http://www.journals.uchicago.edu/toc/apj/2008/678/2]

[http://www.mpe.mpg.de/main.html]

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