Découverte d’un cimetière d’étoiles

A la recherche d’un trou noir massif au centre d’un amas globulaire d’étoiles, deux chercheurs de l’Institut d’astrophysique de Paris ont découvert une concentration invisible, dont la plus grande partie de la masse pourrait être formée de petits trous noirs.

Les amas globulaires d’étoiles sont des collections sphériques d’étoiles gouvernées par la gravitation. En leur centre, la densité des étoiles est plus forte. Poussées par les interactions dynamiques, on pourrait s’attendre à ce que les orbites des astres les mènent progressivement vers le centre de l’amas, jusqu’à fusionner en un gros trou noir de masse intermédiaire pesant quelques centaines de fois la masse du Soleil.

L’analyse des mouvements et positions des étoiles de l’amas NGC 6397, à l’aide des données fournies par les télescopes spatiaux Hubble et Gaia, a permis de mettre en évidence l’existence d’une grosse masse invisible au centre de l’amas. Cependant, les chercheurs ont été surpris de constater que cette masse n’était pas ponctuelle, comme pourrait l’être celle d’un trou noir massif, mais qu’elle avait une extension de quelques pour cent de la taille de l’amas. Suivant la théorie de l'évolution stellaire, ils en ont conclu que le gros de cette masse pourrait être composé de petits trous noirs, formés à la fin de la vie d’étoiles très massives. Cette conclusion remarquable dépend de l’hypothèse que les trous noirs ne s’échappent généralement pas de l’amas.

Cette découverte laisse à penser que les ondes gravitationnelles observées grâce à LIGO et VIRGO pourraient être causées en grande partie par des fusions de trous noirs dans le cœur de ces amas globulaires.