Une galaxie naine apparemment banale en orbite autour de notre propre Voie lactée a révélé un secret surprenant, grâce aux travaux d’étudiants en astronomie de l’Université du Texas. Initialement un devoir, leurs recherches ont montré de manière inattendue que Segue 1, une petite galaxie située à seulement 75 000 années-lumière, n’est pas ce qu’elle semble être. Ce n’est pas principalement la matière noire qui le maintient, comme les scientifiques le croyaient auparavant, mais plutôt un trou noir supermassif massif et jusqu’alors inconnu.
Un trou noir bien plus grand que prévu
Pendant des années, les scientifiques ont supposé que la gravité de Segue 1 était maintenue par un important halo de matière noire – une substance insaisissable qui n’émet pas de lumière et constitue une grande partie de l’univers. Cependant, les travaux des étudiants, publiés dans The Astrophysical Journal Letters, indiquent qu’un trou noir, dont la masse est estimée à plus de 450 000 fois celle de notre soleil, est la principale force qui maintient la galaxie ensemble. Il s’agit d’une découverte importante, car la masse du trou noir est environ dix fois supérieure à la masse combinée de toutes les étoiles de Segue 1.
Nathaniel Lujan, étudiant diplômé de l’Université du Texas à San Antonio, a joué un rôle crucial dans cette découverte. Il a utilisé des techniques avancées de modélisation informatique apprises dans son cours de dynamique galactique et gravitationnelle pour analyser le comportement de la galaxie.
Comment les étudiants ont découvert la vérité
La classe, dirigée par les professeurs Karl Gebhardt (UT Austin) et Richard Anantua (UT San Antonio), s’est divisée en groupes pour modéliser différents scénarios pour Segue 1. Un groupe s’est spécifiquement concentré sur la possibilité de la présence d’un trou noir. Pour isoler les effets gravitationnels de Segue 1, les étudiants ont d’abord supprimé les étoiles affectées par la gravité de la Voie lactée. Ils ont ensuite examiné la vitesse et la direction des étoiles restantes, constatant que celles les plus proches du centre se déplaçaient sur des orbites rapides et serrées, suggérant fortement la présence d’un trou noir. Les modèles intégrant un trou noir ont fourni une bien meilleure correspondance avec les mouvements observés des étoiles de Segue 1.
Implications pour la compréhension des galaxies
Cette découverte soulève des questions cruciales sur notre compréhension des galaxies naines et du rôle des trous noirs dans l’univers primitif. Cela suggère que les trous noirs supermassifs pourraient être plus fréquents dans les petites galaxies qu’on ne le pensait auparavant. La masse inhabituelle du trou noir par rapport aux étoiles de la galaxie suggère que Segue 1 pourrait être une galaxie plus grande qui a perdu une grande partie de son gaz et a cessé de former des étoiles en raison des interactions avec la Voie lactée.
Cette découverte reflète également les découvertes récentes faites par le télescope spatial James Webb, qui a identifié des « petits points rouges » – des objets de l’univers primitif qui semblent être d’énormes trous noirs entourés de quelques étoiles. Certains chercheurs émettent l’hypothèse que ces objets pourraient être des « étoiles à trous noirs », des sphères géantes de gaz enroulées autour de trous noirs.
Cette recherche nous rappelle avec force que de nouvelles perspectives peuvent émerger en réexaminant les données existantes.
Dans une prochaine étape, Lujan prévoit d’utiliser des simulations informatiques avancées et l’intelligence artificielle pour étudier d’autres galaxies naines, que l’on pensait auparavant dominées par la matière noire, découvrant ainsi potentiellement d’autres surprises sur la composition et l’évolution de notre univers. Les résultats offrent des indices précieux sur la façon dont les galaxies, et potentiellement l’univers lui-même, ont évolué – un paysage dans lequel les trous noirs massifs pourraient jouer un rôle plus important qu’on ne le pensait initialement.
