Les astronomes du CNRC font la lumière sur la découverte d’un trou noir supermassif

Une équipe internationale d'astronomes a découvert un trou noir supermassif étonnamment isolé au centre de la galaxie NGC 1600. Les astronomes du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) travaillant à l'Observatoire fédéral d'astrophysique (OFA) ont contribué à recueillir des données d'observation essentielles pour cartographier et modéliser l'environnement exceptionnellement épars entourant le trou noir.

Ce trou noir, qui fait partie des plus imposants trous noirs jamais mesurés, est le premier de cette taille à être découvert à l'extérieur d'un dense amas de galaxies. Cette découverte suscite des questions fascinantes sur la formation des premiers trous noirs supermassifs et sur leur croissance dans différentes parties de l'univers.

Les astronomes peuvent déceler la présence d'un trou noir à partir des effets de sa force gravitationnelle sur les orbites des étoiles avoisinantes. Toutefois, compte tenu de la distance extrême qui sépare la Terre des autres galaxies, des observations spectroscopiques précises doivent être réalisées à l'aide d'instruments dotés d'une résolution angulaire exceptionnelle pour déceler les trous noirs au centre de la galaxie.

La galaxie NGC 1600 avait déjà été étudiée, mais c'est grâce aux propriétés optiques améliorées et plus puissantes du spectrographe multi-objets Gemini (GMOS) que cette récente découverte majeure d'un trou noir a pu être réalisée. Cet instrument est situé au sommet du volcan Mauna Kea, à Hawaï, dans le télescope Gemini Nord de huit mètres de diamètre.

« La puissance du GMOS permet aux astronomes de mesurer la vitesse des étoiles qui se trouvent près du centre de galaxies elliptiques géantes reconnues pour abriter des trous noirs, explique Nancy Levenson, directrice adjointe de l'observatoire Gemini et responsable scientifique. Le télescope Gemini fait partie des rares télescopes dans le monde à être dotés d'une puissance permettant de recueillir suffisamment de lumière d'étoile et d'une résolution assez fine pour réaliser des observations aussi révélatrices au centre d'une galaxie elliptique ».

Membre d'un consortium international qui aide à administrer et à gérer les intérêts du Canada à l'observatoire Gemini, le CNRC fait partie des principales organisations qui ont contribué à la conception du GMOS.

« Pour confirmer l'existence du trou noir, il nous fallait comparer le profil de luminosité en surface de la galaxie et la répartition des vitesses dans le champ de visibilité à des modèles numériques d'orbites stellaires au centre de la galaxie, précise Nicholas McConnell, l'associé en recherche du CNRC qui a dirigé les travaux d'acquisition, de réduction et d'analyse des données. Le GMOS nous a fourni les données nécessaires pour réaliser cette tâche cruciale. Grâce à une expérience approfondie de l'observatoire Gemini, notre équipe a été en mesure d'analyser les données avec une rapidité et une exhaustivité sans précédent. »

Par ailleurs, des données d'observation essentielles ont été tirées d'images captées par le télescope spatial Hubble (TSH). « Les données d'archives du TSH nous ont permis d'obtenir le profil de luminosité de la galaxie », déclare John Blakeslee, astronome du CNRC. Le travail de M. Blakeslee avec les images de la galaxie NGC 1600 s'appuie sur celui d'un vaste groupe d'astronomes du CNRC ayant utilisé les données du TSH pour étudier les galaxies et découvrir les moindres détails de leur structure.

« L'astronomie est une discipline fondamentalement internationale, et le rôle prépondérant que joue le Canada dans les grands observatoires internationaux comme Gemini renforce sa position en matière de recherche et d'exploration de pointe, affirme Dennis Crabtree, directeur de l'Observatoire fédéral d'astrophysique du CNRC. Grâce à ses contributions, le Canada aide à faire la lumière sur les profondeurs des trous noirs qui se trouvent au centre de galaxies lointaines et à approfondir notre compréhension de l'univers. »