Un trou noir supermassif éjecte des étoiles à 3 millions de km/h vers nous

Illustration d'une étoile “hypervéloce” éjectée par un trou noir supermassif au cœur du Grand Nuage de Magellan CfA/Melissa Weiss

Dans un récent article, des astronomes britanniques et étasuniens supposent que la plus grosse galaxie satellite de la Voie lactée possède son propre trou noir supermassif et qu'il éjecte des étoiles à très grande vitesse dans notre direction.

C'est justement en étudiant des étoiles d'un type très particulier, appelées "hypervéloces" en raison de leur vitesse très élevée, que ces chercheurs en sont venus à cette proposition tout à fait cohérente avec ce que l'on sait des galaxies et de la manière dont ces étoiles hyperrapides sont catapultées dans l'espace.

Ce nouveau trou noir géant, d'une masse estimée à 600 000 fois celle de notre SOLEIL, se trouverait donc dans le Grand Nuage de Magellan, troisième galaxie la plus proche de nous, à “seulement” 160 000 années-lumière, soit à peine plus que le diamètre de la Voie lactée et 20 fois plus près qu'ANDROMEDE.

En astronomie, il s'agit vraiment de la porte à côté. Le Grand Nuage de Magellan est une galaxie naine tellement proche qu'elle est tout à fait visible à l'œil nu dans le ciel de l'hémisphère Sud.

Petit et Grand Nuages de Magellan (en haut à droite) vus depuis l'hémisphère Sud.ESO (Brunier)

Des étoiles bombardées à plus de 800 km/s pénètrent la Voie lactée

On croirait les étoiles fixes en observant le ciel nocturne, mais c'est une illusion due à leur très grande distance à nous, mais aussi parce que nous sommes nous-mêmes en mouvement avec le Soleil dans un grand courant d'étoiles, à environ 200 km/s autour du centre galactique. Ceci étant, certaines étoiles ont des mouvements bien plus rapides, qui peuvent atteindre 5 fois la vitesse du Soleil, soit environ 1000 km/s.

Ce sont elles que l'on désigne "étoiles hypervéloces".

Trajectoires d'étoiles hypervéloces ESA

Les astronomes se sont intéressés particulièrement à 21 étoiles, dont les vitesses ont été mesurées grâce à la mission Gaïa de l'ESA, récemment achevée. Le mécanisme qui permet à ces étoiles d'atteindre des vitesses aussi folles que 3 millions de km/h est une accélération due à un passage proche d'un trou noir supermassif et l'effet bien connu de "fronde gravitationnelle" qui en résulte (voir encadré plus bas).

Exemple de fronde gravitationnelle avec la sonde Voyager. Wiki

Sur ces 21 étoiles étudiées, leurs trajectoires et vitesses ont permis, sans surprise, d'en relier la moitié au trou noir supermassif de la Voie lactée et ses 4 millions de masses solaires. Oui, mais l'autre moitié aurait une origine bien plus "exotique", voire "extragalactique" !

Il s'agirait d'anciens couples d'étoiles séparés lors de leur approche du trou noir au cœur du Grand Nuage de Magellan.

Un trou noir de 600 000 masses solaires qui sépare les couples d'étoiles...

Les trous noirs supermassifs peuvent donc être des briseurs de ménages !

En effet, nombre d'étoiles sont en couple de par leur naissance dans un même amas. Et quand un de ces couples s'approche trop près d'un ogre supermassif, les interactions gravitationnelles peuvent les séparer et les accélérer très fortement.

C'est ici la meilleure explication pour ce groupe d'une dizaine de soleils d'environ 2 à 4 masses solaires — de beaux bébés, donc — aux vitesses extrêmes. En retraçant leurs trajectoires, les scientifiques ont pu aussi estimer la masse du trou noir supermassif du Grand Nuage de Magellan.

Certes, si on le compare aux 4 millions de masses solaires de Sagittarius A* au centre de la Voie lactée, on peut le trouver gringalet avec ces 600 000, mais il faut relativiser (comme souvent en astronomie). Le Grand Nuage de Magellan étant environ 10 fois moins “lourd” que notre galaxie, son trou noir supermassif est donc plus modeste dans les mêmes proportions.

Serons-nous capables d'en produire une image, comme l'EHT l'a fait pour Sgr A* et la galaxie M87 ?

L'AVENIR NOUS LE DIRA ! mais la communauté des astronomes doit forcément se poser la question, même si sa localisation dans l'hémisphère Sud limite aujourd'hui le nombre de TELESCOPES disponibles pour obtenir assez de données.

Sagittarius A* vu par l'EHT. 

L'effet de fronde gravitationnelle, c'est quoi ?

L'effet de fronde gravitationnelle, qui permet à des étoiles d'atteindre des vitesses de plusieurs millions de kilomètres par heure, est également utilisé dans l'aérospatial. Les sondes Europa Clipper et Juice, pour ne citer qu'elles, ont pu accélérer lors de leur survol de Mars et Vénus afin d'atteindre leur objectif (Jupiter et Europe) plus rapidement.

Les Numériques mars 2025