Le Prof. Tsevi Mazeh, de l'École de physique et d'astronomie de l’Université de Tel-Aviv et son groupe de recherche, ont participé à la découverte d’un nouveau trou noir « dormant », repéré grâce au satellite Gaia de l’Agence spatiale européenne, observé grâce à sa « compagne » qui gravite autour de lui. C’est le deuxième trou noir relativement proche de la Terre découvert de cette manière au cours de ces dernier mois. « Je suis fier que notre équipe ait participé à la découverte de ces deux trous noirs relativement proches de nous et j’espère qu’elle conduira à une meilleure compréhension de la manière dont se forment ces systèmes binaires d’étoiles dont l’une est un trou noir », a déclaré le Prof. Mazeh.
Le satellite Gaia a été lancé par l'Agence spatiale européenne en 2013 et il surveille depuis en permanence la position de plus d'un milliard d'étoiles dans notre galaxie avec une précision sans précédent. Les données provenant du satellite sont traitées par plusieurs centaines de scientifiques à travers l'Europe (y compris en Israël) et mis à la disposition de la communauté scientifique. L'une des équipes, dont un groupe de recherche de l'Université de Tel-Aviv dirigé par le Prof. (émérite) Tsevi Mazeh concentre ses efforts sur l'étude des étoiles doubles ou binaires découvertes à partir des données du vaisseau spatial. Il y a environ trois mois, la mission de l’Agence spatiale a publié une liste de plus de deux cent cinquante mille étoiles qui ont pour « compagne » une autre étoile qui gravite autour d’elle.
Un compagnon invisible
Supposant que ce grand échantillon d'étoiles binaires comprendrait également des étoiles doubles différentes l’une de l’autre, l'équipe de l’Université de Tel-Aviv, qui comprend également les Dr. Sahar Shahaf (maintenant à l'Institut Weizmann), Simchon Faigler et Dolev Bashi, a développé une technique pour identifier les couples d’étoiles dont l'une des deux est un trou noir, l'un des objets célestes les plus rares de l'univers, généralement « trahis » par les rayons X émis par la matière qu’ils engloutissent. Les trous noirs « dormant », qui n’émettent que de faibles niveaux de rayons X, sont très difficilement détectables, car ils n’interagissent que très peu avec leur environnement. Mais lorsqu'un tel trou noir « dormant » se trouve pris dans un système binaire avec une étoile, l’oscillation de l'étoile visible peut être utilisée pour mesurer la masse du partenaire invisible et prouver qu'il s'agit bien d'un trou noir. Ces dernières années, plusieurs « candidats » ont été proposés, mais à chaque fois, des questions difficiles à résoudre se sont posées, remettant en cause la fiabilité de l'identification.
Les données de Gaia récemment publiées ont permis d'identifier un petit nombre d'étoiles dont les oscillations indiquent qu’elles sont en système binaire avec un trou noir dormant. Il y a quelques mois, une équipe internationale, dont le groupe de l’Université de Tel-Aviv, a découvert un premier trou noir, Gaia BH1, situé à 1500 années-lumière de la Terre. Les observations menées de manière intensive ces derniers mois à partir du sol ont permis à présent de confirmer l'existence de Gaia BH2, un deuxième trou noir à environ 4000 années-lumière de nous. Les deux trous noirs sont chacun 10 fois plus massifs que notre soleil.
« C'est une découverte passionnante », a déclaré le Prof. Mazeh. « La combinaison, première de ce type, entre les observations faites à partir du sol et les données du satellite prouve sans aucun doute que nous avons découvert deux trous noirs dormants. Leur relative proximité avec notre système solaire montre que le nombre de trous noirs dormants dans l'espace est important, et les données qui continuent de nous parvenir du satellite conduiront à la découverte de nombreux autres objets de ce type, comme le prévoyaient les divers travaux théoriques. Je suis fier que notre groupe de recherche ait pu participer au traitement des données de Gaia, puis au suivi des candidats découverts ; une combinaison unique en son genre qui a abouti à l'identification de deux trous noirs relativement proches de nous. J'espère que cette découverte conduira à une compréhension plus profonde de la manière dont se forment ces systèmes binaires, processus dont les détails encore mal compris ».
Photos:
1. Le Prof. Tsevi Mazeh (Crédit: Université de Tel-Aviv)
2. Carte de la Voie lactée indiquant l’emplacement des deux trois noirs découverts par la mission GAIA de l'Agence spatiale européenne. BH1 est dans la constellation d’Ophiuchus et BH2 dans la constellation du Centaure.
