Le premier trou noir jamais détecté est plus massif que nous ne le pensions –

Publié aujourd’hui dans le journal Science, la recherche montre que le système connu sous le nom de Cygnus X-1 contient le trou noir de masse stellaire le plus massif jamais détecté sans l’utilisation d’ondes gravitationnelles.

Cygnus X-1 est l’un des trous noirs les plus proches de la Terre. Il a été découvert en 1964 lorsqu’une paire de compteurs Geiger ont été transportés à bord d’une fusée sous-orbitale lancée depuis le Nouveau-Mexique.

L’objet a fait l’objet d’un célèbre pari scientifique entre les physiciens Stephen Hawking et Kip Thorne, Hawking pariant en 1974 que ce n’était pas un trou noir. Hawking a concédé le pari en 1990.

Dans ce dernier travail, une équipe internationale d’astronomes a utilisé le Very Long Baseline Array – un radiotélescope de la taille d’un continent composé de 10 antennes paraboliques réparties à travers les États-Unis – ainsi qu’une technique intelligente pour mesurer les distances dans l’espace.

«Si nous pouvons voir le même objet à différents endroits, nous pouvons calculer sa distance par rapport à nous en mesurant à quelle distance l’objet semble se déplacer par rapport à l’arrière-plan», a déclaré le chercheur principal, le professeur James Miller-Jones de l’Université Curtin et de l’International. Centre de recherche en radioastronomie (ICRAR).

«Si vous tenez votre doigt devant vos yeux et que vous le regardez d’un œil à la fois, vous remarquerez que votre doigt semble sauter d’un endroit à un autre. C’est exactement le même principe.

«Pendant six jours, nous avons observé une orbite complète du trou noir et utilisé des observations prises du même système avec le même réseau de télescopes en 2011», a déclaré le professeur Miller-Jones. “Cette méthode et nos nouvelles mesures montrent que le système est plus éloigné qu’on ne le pensait auparavant, avec un trou noir nettement plus massif.”

Le co-auteur, le professeur Ilya Mandel de l’Université Monash et le Centre d’excellence de l’ARC pour la découverte des ondes gravitationnelles (OzGrav), a déclaré que le trou noir est si massif qu’il remet en question la façon dont les astronomes pensaient se former.

“Les étoiles perdent de la masse dans leur environnement environnant à cause des vents stellaires qui soufflent de leur surface. Mais pour rendre un trou noir aussi lourd, nous devons réduire la quantité de masse que les étoiles brillantes perdent au cours de leur vie”, a-t-il déclaré.

“Le trou noir dans le système Cygnus X-1 a commencé sa vie sous forme d’étoile environ 60 fois la masse du Soleil et s’est effondré il y a des dizaines de milliers d’années”, a-t-il déclaré. «Incroyablement, il est en orbite autour de son étoile compagnon – une supergéante – tous les cinq jours et demi à seulement un cinquième de la distance entre la Terre et le Soleil.

“Ces nouvelles observations nous indiquent que le trou noir est plus de 20 fois la masse de notre Soleil – une augmentation de 50 pour cent par rapport aux estimations précédentes.”

Xueshan Zhao est co-auteur de l’article et doctorant aux Observatoires nationaux d’astronomie – qui fait partie de l’Académie chinoise des sciences (NAOC) à Pékin.

“En utilisant les mesures mises à jour pour la masse du trou noir et sa distance par rapport à la Terre, j’ai pu confirmer que Cygnus X-1 tourne incroyablement vite – très proche de la vitesse de la lumière et plus rapide que tout autre trou noir trouvé à ce jour ,” elle a dit.

“Je suis au début de ma carrière de chercheur, donc faire partie d’une équipe internationale et aider à affiner les propriétés du premier trou noir jamais découvert a été une excellente opportunité.”

L’année prochaine, le plus grand radiotélescope du monde – le Square Kilometer Array (SKA) – commencera la construction en Australie et en Afrique du Sud.

«Étudier les trous noirs, c’est comme faire la lumière sur le secret le mieux gardé de l’Univers – c’est un domaine de recherche difficile mais passionnant», a déclaré le professeur Miller-Jones.

«Alors que la prochaine génération de télescopes est mise en ligne, leur sensibilité améliorée révèle l’univers de plus en plus en détail, tirant parti de décennies d’efforts investis par des scientifiques et des équipes de recherche du monde entier pour mieux comprendre le cosmos et les objets exotiques et extrêmes qui existent.

“C’est le moment idéal pour être astronome.”