Les Galaxies Naines Aussi ont des Trous Noirs Supermassifs

[Dr Eric Simon]

Voilà une nouvelle extrêmement importante, un petit changement de paradigme ! Elle nous provient encore du 223ème meeting de l'American Astronomical Society qui a lieu en ce moment-même et jusque demain à Washington DC. Je ne résiste pas à vous en faire part : une équipe d'astrophysiciennes vient d'observer plus d'une centaine de galaxies naines qui possèdent toutes les caractéristiques indiquant qu'elles abritent... un trou noir supermassif ! C'est une découverte fondamentale.

 

Cette découverte renverse une idée généralement admise jusqu'à présent voulant que les galaxies naines sont trop petites pour avoir un trou noir supermassif central. De plus, cette très belle avancée peut permettre de résoudre la question épineuse de l'origine des trous noirs supermassifs des galaxies "classiques", et comment ils ont pu grossir dans l'Univers jeune.

 

La galaxie naine NGC 4395, à 13 million d'années-lumières. Elle abrite un trou

noir de 300 000 masses solaires (David W. Hogg, Michael R. Blanton, and the

Sloan Digital Sky Survey Collaboration; NRAO/AUI/NSF)

 

Amy Reines, du National Radio Astronomy Observatory (NRAO), qui a présenté cette étude ajoute : "Nous avons montré que même les plus petites galaxies peuvent avoir un trou noir supermassif, et qu'elles sont plus nombreuses que ce que nous pensions avant. C'est vraiment excitant parce que ces petites galaxies apportent des clés sur l'origine des premières graines des trous noirs supermassifs..."

 

A. Reines, associée à Jenny Green, de Princeton et Marla Geha de Yale, ont analysé les données du Sloan Digital Sky Survey (SDSS) pour identifier plus de 100 galaxies naines montrant tous les signes d'un trou noir supermassif. Ces galaxies naines sont de la taille des nuages de Magellan, les galaxies naines qui côtoient notre galaxie.

 

Alors que les plus grosses galaxies abritent des trous noirs supermassifs pouvant avoir des milliards de masses solaires, les galaxies naines observées ici possèdent chacune un trou noir d'environ 100 000 masses solaires.

Il avait déjà été observé une corrélation directe entre masse du trou noir supermassif et bulbe central dans les galaxies classiques.

Ce qui est toujours inconnu en revanche, c'est l'origine exacte des trous noirs massifs et supermassifs; sont-ils des résidus d'effondrement d'étoiles ultramassives de l'Univers primordial, ou bien le fruit d'un autre processus de collapse gravitationnel ?

 

La connaissance que les galaxies naines possèdent elles aussi un trou noir supermassif est sans doute un premier pas important vers la résolution de cette épineuse question...

 

Source :

https://public.nrao.edu/news/pressreleases/dwarf-galaxies-give-clues-to-black-hole-origins/

[Smith]

Est ce que cela pourrait aussi accréditer l'idée qu'il y eut d'abord des TN, puis ensuite des galaxies ?

Les TN en question seraient des TN primordiaux ?

Modifié 8 janvier 2014 par Smith

[pascal_meheut]

Est ce que cela pourrait aussi accréditer l'idée qu'il y eut d'abord des TN, puis ensuite des galaxies ?

Les TN en question seraient des TN primordiaux ?

 

Oui, je trouve que c'est une bonne question et au passage, ils auraient permis la formation si rapide des galaxies après le big-bang même si le mécanisme de leur propre apparition reste à déterminer ?

[apricot]

Très intéressant Eric, merci.

 

Tu peux nous rappeler comment les trous noirs ont été "pesés" ?

 

Jp

[Smith]

En revanche, de ce que je comprends cela ne remet pas en cause l'hypothèse de formation hiérarchique des galaxies. Les TN massif restent de masse cohérente avec la masse des naines qui les hébergent.

[Smith]

Oui, je trouve que c'est une bonne question et au passage, ils auraient permis la formation si rapide des galaxies après le big-bang même si le mécanisme de leur propre apparition reste à déterminer ?

 

J'avais en tête que les TN primordiaux étaient de masse très faible, donc pas de nature à faire germer des galaxies, rôle joué plutôt par la matière noire.

[pascal_meheut]

J'avais en tête que les TN primordiaux étaient de masse très faible, donc pas de nature à faire germer des galaxies, rôle joué plutôt par la matière noire.

 

Oui, c'est la théorie. Je me disais juste que si on n'a pas d'explication pour la formation si rapide de trous noirs de masse galactique, on pourrait supposer qu'ils sont raisonnablement massifs avant la formation de la galaxie et que dans ce cas, ils remplissent ce rôle de "graine gravitationnelle" au moins partiellement.

[vincent49]

Bonsoir, es que les TN Supermassif pourrait être le centre de rotation de la galaxie, un peu comme si les étoiles étaient les planètes et le soleil serait le TN ?

[Smith]

ou dit autrement : Les TN supermassifs sont supermassif parce qu'ils sont au centre des galaxies (ou la matière est assez abondante pour former ces monstre) ? ou est que les TN supermassifs sont préexistants et jouent un role dans la formation de la galaxie ?

[pascal_meheut]

ou dit autrement : Les TN supermassifs sont supermassif parce qu'ils sont au centre des galaxies (ou la matière est assez abondante pour former ces monstre) ? ou est que les TN supermassifs sont préexistants et jouent un role dans la formation de la galaxie ?

 

That is the question.

[Dr Eric Simon]

Oui, je trouve que c'est une bonne question et au passage, ils auraient permis la formation si rapide des galaxies après le big-bang même si le mécanisme de leur propre apparition reste à déterminer ?

 

Cette découverte n'apporte pas une réponse directe à cette question. Mais disons que ça devient plus probable.

[Dr Eric Simon]

Très intéressant Eric, merci.

 

Tu peux nous rappeler comment les trous noirs ont été "pesés" ?

 

Jp

 

Hélas, je n'ai pas le détail des travaux en question qui ont été présentés, je ne sais pas quelle méthode a été utilisée ici. Il faudra attendre la publication dans un journal pour en savoir plus.

[Dr Eric Simon]

J'avais en tête que les TN primordiaux étaient de masse très faible, donc pas de nature à faire germer des galaxies, rôle joué plutôt par la matière noire.

 

ça dépend ce qu'on appelle TN primordiaux... Si c'est des micro-trous noirs primordiaux auxquels tu penses, c'est clairement pas eux qui produisent quoi que ce soit.

Disons que les germes de galaxies sont issus de surdensités locales, elles-mêmes issues des fluctuations d'énergie de l'univers primordial, dont on peut voir les reliques dans les fluctuations de température du CMB.

Après, que ces surdensités soient matérialisées par de la matière noire ou autre chose, who knows ? On dira que le paradigme actuel milite pour la matière noire.

[Dr Eric Simon]

That is the question.

 

Qui a parlé d'oeuf et de poule ? En tous cas, plus la poule est grosse, plus l'oeuf l'est. Et vice-versa...

['Bruno]

J'avoue que je n'arrive pas à voir ce qu'il y a d'extraordinaire dans cette découverte. On m'aurait dit il y a un qu'il y avait des trous noirs supermassifs dans les galaxies naines, j'aurais haussé les épaules. Après tout, il y en a partout, pas seulement dans les galaxies géantes. Les astronomes sont vraiment surpris ?

 

D'ailleurs les galaxies N (galaxies à noyau actif, en quelque sorte intermédiaires entre galaxies normales et quasars), le genre d'objet où l'on s'attend à trouver des trous noirs massifs, peuvent être de petites galaxies il me semble. Je n'ai pas d'exemple en tête, mais il me semble. Et puis quel rapport entre la taille d'une galaxie et la présence d'un trous noir supermassif ? A priori ça aurait plutôt rapport avec la richesse en étoiles au coeur de la galaxie. Je dirais même : en étoiles jeunes, pour alimenter le monstre et le rendre encore plus monstrueux. C'est sûrement idiot, mais je crois que je m'attends plus à voir un trou noirs supermassif au coeur d'un des nuages de Magellan qu'au coeur de notre Galaxie.

[Dr Eric Simon]

J'avoue que je n'arrive pas à voir ce qu'il y a d'extraordinaire dans cette découverte. On m'aurait dit il y a un qu'il y avait des trous noirs supermassifs dans les galaxies naines' date=' j'aurais haussé les épaules. Après tout, il y en a partout, pas seulement dans les galaxies géantes. Les astronomes sont vraiment surpris ?

 

D'ailleurs les galaxies N (galaxies à noyau actif, en quelque sorte intermédiaires entre galaxies normales et quasars), le genre d'objet où l'on s'attend à trouver des trous noirs massifs, peuvent être de petites galaxies il me semble. Je n'ai pas d'exemple en tête, mais il me semble. Et puis quel rapport entre la taille d'une galaxie et la présence d'un trous noir supermassif ? A priori ça aurait plutôt rapport avec la richesse en étoiles au coeur de la galaxie. Je dirais même : en étoiles jeunes, pour alimenter le monstre et le rendre encore plus monstrueux. C'est sûrement idiot, mais je crois que je m'attends plus à voir un trou noirs supermassif au coeur d'un des nuages de Magellan qu'au coeur de notre Galaxie.[/quote']

 

Non, c'est réellement une découverte qui a surpris la communauté. Ils pensaient que les naines ne pouvait pas abriter des TN de cette taille. Ca a fait un petit effet au meeting de l'AAS visiblement.

[pascal_meheut]

J'avoue que je n'arrive pas à voir ce qu'il y a d'extraordinaire dans cette découverte.

 

C'est un problème de temps de formation : avec les mécanismes actuels qui décrivent la formation de tels trous noirs, ils ne devraient pas avoir une telle masse à ce point de l'histoire de l'Univers (sauf erreur de ma part).

[Dr Eric Simon]

C'est un problème de temps de formation : avec les mécanismes actuels qui décrivent la formation de tels trous noirs, ils ne devraient pas avoir une telle masse à ce point de l'histoire de l'Univers (sauf erreur de ma part).

 

et surtout dans les galaxies dans lesquelles ils sont...

 

N'oublions pas qu'il y a d'autres TN bien plus imposants, au même âge cosmologique.

[pascal_meheut]

Oui, j'aurais du être plus précis "les mécanismes qui décrivent la formation de tels trous noirs dans les galaxies naines..."

[snake59]

Ça nous dit surtout que nous ne savons rien des galaxies naines , si de tels monstre existe en leurs centre , bien que je comprend l' étonnement de la communauté,je me dit que certaines étoiles dans des amas peuvent avoir l' apparences jeunes ,alors qu'elles se trouvent dans un vieille amas , elles vampirise leurs voisines afin de trouver une nouvelle jeunesse . Bien que ces trous noirs sont étonnant, ils se peut que après absorptions de leur galaxie de départ ,ils ont vampirisé des galaxies proches (avec leur masse ) afin d' avoir une apparence trompeuse . On obtiendrait un trou noir ayant une masse impressionnante , qui aurait fait disparaître sa galaxie , mais qui retrouve une certaine jeunesse en vampirisant d'autres et ayant une concentration d'étoiles qui ne correspondrai pas à sa taille .

[pascal_meheut]

J'ai du mal à voir par quel mécanisme un trou noir pourrait absorber leur galaxie de départ vu qu'ils ont quand même tendance à être plus ou moins à l'équilibre avec.

 

Le tout en restant dans les quelques centaines de milliers de masses solaires : où est donc passée la masse de la galaxie absorbée qui est plutôt en milliards ?

 

Puis à "vampiriser" les galaxies proches, là encore en restant dans des masses plutôt faibles.

S'il y avait de tels mécanismes, n'importe quel trou noir galactique en millions de masses solaires devrait encore plus absorber sa propre galaxie et vampiriser les petites proches et pourtant, cela n'est pas ce qu'on constate.

 

J'ai mal compris quelque chose ?

[Jhok]

Bonsoir, es que les TN Supermassif pourrait être le centre de rotation de la galaxie, un peu comme si les étoiles étaient les planètes et le soleil serait le TN ?

 

Je sais pas si c'est valable pour les TN mais pour le système solaire les planètes tournent pas exactement autour du soleil mais plutôt du centre de gravité !

Ce qui fait que le soleil a aussi un orbite qui nous paraît invisible

[Smith]

Ça nous dit surtout que nous ne savons rien des galaxies naines , si de tels monstre existe en leurs centre , bien que je comprend l' étonnement de la communauté,je me dit que certaines étoiles dans des amas peuvent avoir l' apparences jeunes ,alors qu'elles se trouvent dans un vieille amas , elles vampirise leurs voisines afin de trouver une nouvelle jeunesse . Bien que ces trous noirs sont étonnant, ils se peut que après absorptions de leur galaxie de départ ,ils ont vampirisé des galaxies proches (avec leur masse ) afin d' avoir une apparence trompeuse . On obtiendrait un trou noir ayant une masse impressionnante , qui aurait fait disparaître sa galaxie , mais qui retrouve une certaine jeunesse en vampirisant d'autres et ayant une concentration d'étoiles qui ne correspondrai pas à sa taille .

 

Ton hypothèse Snake part du présupposé faux, que les TN absorbent tout autour d'eux, donc y compris le galaxie qui les héberge. Un TN est caractérisé par une extrême compacité, mais les lois de la gravité restent les même. Remplace le soleil par un TN d'une masse solaire et il ne se passera rien à part la disparition de lumière. Les planètes du système solaire continueront d'orbiter comme si de rien n'était. La force gravité chute vite avec la distance (inversement proportionnelle au carré de celle-ci).

 

Quant aux étoiles qui paraissent plus jeunes qu'elles ne devraient, en particulier dans les amas globulaires (lanterne bleue/blue straggler) : Elles n'ont en rien "vampirisé" leur voisine. Il s'agit de collision d'étoile dans des lieux où leur concentration est telle que la probabilité de ces événements devient significative, alors qu'en d'autres lieux (bras d'une galaxie), la proba est infinitésimale.

 

D'ailleurs j'ai lu récemment, que pour l'ensemble des AG de notre galaxie (environ 150), la fréquence du phénomène est de 1 tout les 10 000 ans (c.f. dossier pour la science Avril/Juin 2012). L'article en question évoque aussi l'hypothèse de transfert de masse sans collision pour expliquer certaines lanternes bleues.

Modifié 12 janvier 2014 par Smith

[snake59]

Coucou

désolé Pascal et Smith , comme d' habitude,je me suis montrer vague (sale habitude )

donc en version complète:

bien que comme vous dites, une galaxie est en équilibre , le tn ne peut faire disparaître sa galaxie . Cependant dans une collision entre galaxie, il se peut que ça soit tout autre , nous connaissons 4galaxie qui vont entrée en collision, en tant normal (soit 2 galaxie qui fusionnent) rien ne se passe à par la fusion , dans le cas des 4 , il se peut que pendant leur ballet qui les déleste de leur étoiles , un tn absorbe des étoiles qui étaient en équilibre avec , puis en perd suite à la collision , pendant ce ballet , un tn peut se retrouver éjecter , avec les restant de sa galaxie , et récupérer les étoiles qui sont en bordure des autres galaxies . On obtiendrait un tn âgée de masse énorme , mais qui n' a pas sa place ,car il a échappé à une fusion , avec un nouveau équilibre , mais avec moins d'étoiles . Si il rencontre des tn moins massif que lui , ils fusionnerons, et se retrouvera avec plus d'étoiles, bien qu' au départ sa soit lui qui en avait le moins . Les apparences sont trompeuse .

[Smith]

On obtiendrait un tn âgée de masse énorme , mais qui n' a pas sa place ,car il a échappé à une fusion , avec un nouveau équilibre , mais avec moins d'étoiles . Si il rencontre des tn moins massif que lui , ils fusionnerons, et se retrouvera avec plus d'étoiles, bien qu' au départ sa soit lui qui en avait le moins . Les apparences sont trompeuse .

 

Tu ne crois pas que les astronomes savent différencier une galaxie naine d'un résidu de galaxie issu des effets de marée gravitationnelle suite à une fusion ?

[snake59]

Smith , on pourrais si on regarderai le court moment où le tn est entrain de retrouver son équilibre , mais avec le temps le tn ( la galaxie) reprend une forme plus familière , et son passé ne nous apparaît plus , un peu comme avec l' expansion de l' univers , dans un certains temps , il nous sera impossible de dire on voit une trace du bb .

la seul chose qui peut différencier , leur masse et leurs emplacement . Une galaxie naine à l' âge de son milieu (la où on la voit ) alors qu' une galaxie survivante d'une fusion , nous apparaitra dans un milieu jeune , alors que son tn correspondrait à une époque plus lointaine .

[snake59]

Où éventuellement , on peut remarquer des différences entre les étoiles d'une galaxie naine et celles d'une galaxie naines issue d'une fusion manquer .

[snake59]

Coucou

histoire d' argumenter mon exemple , voyez le trou cid42

[Dr Eric Simon]

Coucou

histoire d' argumenter mon exemple , voyez le trou cid42

 

CID 42 ?? Tiens tiens... ça me rappelle un vieux post de 2012, ça... Avec même une vidéo de simulation de l'éjection du trou noir... j'avais même dit que c'était flippant, ce truc...

 

http://drericsimon.blogspot.fr/2012/06/des-trous-noirs-supermassifs-errants.html

[snake59]

Coucou doc ,

que pense tu de mon idée avec ces tn voyageurs ?