Les astronomes chinois ont identifié une étoile en fuite qui a été éjectée de l’amas globulaire M15, fournissant des preuves solides pour soutenir l’existence de trous noirs de masse intermédiaire (IMBHS), un lien à long terme dans notre compréhension de l’évolution des trous noirs.
La découverte a été dirigée par des chercheurs de l’Académie chinoise des observatoires astronomiques de l’Académie chinoise (NAOC) en collaboration avec plusieurs institutions et publié dans l’histoire de la couverture dans la National Science Review Journal.
Les trous noirs avec des masses entre ceux des trous noirs de masse stellaire, qui sont formés à partir de l’effondrement des étoiles massives, et celles des trous noirs supermassifs, qui résident dans les centres des grandes galaxies, sont appelés IMBHS, a déclaré Huang Yang, un associé Professeur à NAOC et à l’Université de l’Académie chinoise des sciences qui a co-dirigé l’étude.
Les IMBH sont souvent considérés comme un lien crucial manquant dans notre compréhension de l’évolution des trous noirs de graines dans des trous noirs supermassifs. À ce jour, seuls quelques candidats controversés ont été trouvés, laissant à l’existence des IMBH une question ouverte en astrophysique.
Selon l’étude, l’étoile en fuite à grande vitesse, J0731 + 3717, a été éjectée de M15 il y a environ 20 millions d’années à une vitesse stupéfiante de près de 550 kilomètres par seconde.
Une analyse des données du spatial Gaia de l’Agence spatiale européenne et du télescope spectroscopique à fibres multi-objets de la grande zone de la Chine (Lamost) et des données d’autres enquêtes spectroscopiques à grande échelle ont également révélé que l’étoile a une composition chimique presque identique et un âge à l’âge M15, a déclaré Liu Jifeng, directeur de NAOC et co-auteur de l’étude.
Les observations antérieures ont laissé entendre que le centre de M15 pourrait accueillir un IMBH pesant 1 700 à 3 200 masses solaires. Cependant, les incertitudes ont persisté car les signaux gravitationnels observés pourraient également provenir de grappes denses d’étoiles à neutrons.
La vitesse extrême de J0731 + 3717 résout ce débat.
« Une telle éjection à grande vitesse nécessite qu’une étoile binaire serrée passe dans une unité astronomique d’un IMBH », a déclaré Huang. « Les forces de marée du trou noir déchireraient le binaire, capturant une étoile et lançant l’autre vers l’extérieur. »
Ce phénomène, connu sous le nom de mécanisme des collines, limite des milliers de masses solaires dans une région juste quelques unités astronomiques de large, excluant des explications alternatives, telles que la présence d’étoiles compactes cluster.
« Avec l’accumulation continue de données de Gaia et des enquêtes spectroscopiques à grande échelle, telles que celles de Lamost, nous nous attendons à découvrir plusieurs autres étoiles comme J0731 + 3717 dans un avenir proche, qui fera progresser considérablement notre compréhension des IMBH insaisissables », » a déclaré Zhang Huawei, directeur du Département d’astronomie de la School of Physics de l’Université de Pékin et auteur co-dirigé de l’étude.
