Wise débusque des millions de trous noirs supermassifs cachés

Des millions de trous noirs supermassifs échappaient encore récemment au regard inquisiteur des astrophysiciens, à cause des épais nuages de poussières les entourant. Ils viennent d’être révélés par la vue perçante du Wide-field Infrared Survey Explorer (Wise). Les instruments du satellite ont aussi débusqué dans l’infrarouge ce qui pourrait bien être les galaxies les plus brillantes connues, baptisées du nom de Dog (Dust-Obscured Galaxies en anglais).

Plus personne ne doute de l’omniprésence des trous noirs dans l’univers observable en ce début de XXIe siècle. On a de bonnes raisons de penser qu’il en existe par exemple de gigantesques au cœur de l’immense majorité des grandes galaxies. Pesant de quelques millions à plusieurs milliards de masses solaires, ces trous noirs supermassifs réguleraient même la croissance des galaxies les abritant car il existe une relation entre leur masse et celle de ces trous noirs.

Lorsque ces monstres galactiques accrètent d’immenses quantités de gaz, ils deviennent très brillants, notamment dans le domaine des rayons X, et il est possible de les voir à des milliards d’années-lumière. Ils deviennent alors ce qu’on appelle des quasars. Toutefois, tous ces quasars ne sont peut-être pas entièrement alimentés en énergie par des trous noirs. Il se pourrait bien que certains d’entre eux soient des trous blancs. Ces fontaines blanches, comme on les appelle aussi parfois, seraient alors l’autre extrémité de trous de ver connectant deux régions de l’espace-temps, dont l’une pourrait être dans un autre univers. Il s’agit pour le moment de pures spéculations théoriques. Avec de la chance, on pourrait avoir d’agréables surprises d’ici quelque années à ce sujet avec RadioAstron.

Le bestiaire des astrophysiciens concernant les trous noirs supermassifs existant jusqu’à présent dans les galaxies vient de s’agrandir grâce aux observations du Wide-field Infrared Survey Explorer (Wise). À défaut d'avoir découvert la très hypothétique Tyché, les chercheurs viennent de publier plusieurs articles sur arxiv faisant état de la détection d'au moins 2,5 millions de trous noirs supermassifs présents dans l'univers observable jusqu'à des distances de l'ordre de 10 milliards d'années-lumière.

Presque les deux tiers de ces trous noirs supermassifs n’avaient jamais été détectés jusqu’ici car les nuages de poussières les entourant sont si épais qu’ils absorbent une bonne partie de la lumière visible émise. Mais dans l’infrarouge il en est tout autrement et c’est ainsi que les astrophysiciens ont révélé une nouvelle carte de la voûte céleste avec de nouveaux candidats sérieux au titre de trous noirs supermassifs. On devrait en apprendre plus sur eux grâce aux instruments du Nuclear Spectroscopic Telescope Array (Nustar) récemment lancé et qui eux scrutent les secrets du cosmos dans le domaine des rayons X.

En plus de ces trous noirs supermassifs, les chercheurs ont aussi annoncé dans deux publications sur arxiv que Wise avait permis de détecter des Dog (Dust-Obscured Galaxies en anglais). Ces quelque 1.000 objets jusqu’ici inconnus seraient au moins 100.000 millions de fois plus lumineux que le Soleil. Là aussi, la quantité de poussières que contiendraient ces galaxies, situées à environ 10 milliards d’années-lumière du Soleil pour une centaine d’entre elles, est telle qu’elle rendait leur détection difficile, y compris dans l’infrarouge. Elles ne se signalaient qu’aux longueurs d’onde les plus grandes, accessibles aux instruments de Wise.

Des observations complémentaires avec Spitzer laissent penser que ces galaxies contiennent elles aussi des trous noirs supermassifs mais que ces Dog sont également le lieu de formation de nouvelles étoiles. Il se pourrait même que les mesures effectuées soient en train de nous prouver que ces trous noirs se sont formés avant la majorité des étoiles dans ces galaxies. On serait alors en train d’observer une phase difficile à surprendre de l’évolution des galaxies.