![Représentation artistique de la source X, nommée HLX-1 (point lumineux bleu en haut à gauche du bulbe galactique). Elle est située dans la périphérie de la galaxie spirale ESO 243-49. © Heidi Sagerud.[...]](/sites/institut_insu/files/styles/top_left/public/gallery_image/art_impr_new_bd.jpg?itok=Fk00Gb5L "Représentation artistique de la source X, nommée HLX-1 (point lumineux bleu en haut à gauche du bulbe galactique). Elle est située dans la périphérie de la galaxie spirale ESO 243-49. © Heidi Sagerud.[...]")
Les sources ultra-lumineuses associées aux trous noirs de masse intermédiaire
Une équipe internationale, comprenant des chercheurs du Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements de Toulouse (CESR)[1], a déterminé avec précision la distance et a confirmé la brillance d'une source X très lumineuse : HLX-1. Cette observation effectuée avec le Very Large Telescope de l'ESO confirme qu'il s'agit du candidat le plus sérieux d'une nouvelle classe de trous noirs, dits de masse intermédiaire (de 100 à quelques centaines de milliers de masses solaires).
HLX-1 a été découverte grâce aux observations effectuées par le satellite XMM-Newton de l'ESA, dans le cadre des activités du XMM-Newton Survey Science Center conduites au CESR sous financement du CNES et de l'INSU-CNRS. La découverte d'HLX-1 a été publiée en juillet 2009 dans Nature (voir communiqué de presse de l'INSU-CNRS et du CNES[2]).
La luminosité extrême d'HLX-1 sous-entendait l'hypothèse qu'elle appartenait à la galaxie ESO243-49, située à une distance de 300 millions d'années-lumière de la Terre. Les observations effectuées par le VLT de l'ESO confirment cette hypothèse, excluant donc qu'il s'agisse d'une étoile d'avant-plan ou même d'une galaxie d'arrière-plan. Les données de très haute qualité obtenues avec le VLT permettent de séparer la lumière provenant de la galaxie ESO 243-49 de celle de la source optique identifiée. Elles mettent ainsi en évidence la lumière caractéristique d'atomes d'hydrogène, dont le décalage vers le rouge permet d'estimer avec précision la distance d'HLX-1 à la Terre.
Ce résultat fait d'HLX-1 la source X ultra-lumineuse la plus brillante connue à ce jour : sa luminosité excède d'un ordre de grandeur celle du précédent détenteur du record de luminosité. Les membres les plus extrêmes de cette classe d'objets pourraient ainsi abriter des trous noirs de masse intermédiaire. Même si l'existence de trous noirs de masse intermédiaire a depuis longtemps été proposée par les astrophysiciens, de tels trous noirs n'ont jamais été détectés de manière formelle jusqu'à présent et leur existence fait toujours l'objet d'âpres débats au sein de la communauté astrophysique. Ce résultat devrait finalement convaincre les plus sceptiques.
Les trous noirs de masse intermédiaire pourraient être les briques fondamentales permettant de former les trous noirs super-massifs, présents au centre de la plupart les galaxies. Comprendre comment les trous noirs super-massifs se forment et croissent au cours du temps est un enjeu crucial pour bien comprendre la formation et l'évolution des galaxies, y compris la nôtre. C'est là toute l'importance du résultat concernant HLX-1.
De nouvelles observations sont planifiées pour déterminer l'environnement proche d'HLX-1, en particulier avec le télescope spatial Hubble. Une recherche scrupuleuse d'objets similaires à HLX-1 dans les données d'archive du satellite XMM-Newton est aussi en cours.
Font partie de cette équipe :
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[1] CNRS, Université Paul Sabatier, Observatoire Midi-Pyrénées - INSU.
[2] http://www.insu.cnrs.fr/ama09/les-trous-noirs-de-masse-intermediaire-enfin-mis-en-evidence
Sources
"A Redshift for the Intermediate Mass Black Hole Candidate HLX-1: Confirmation of its Association with the Galaxy ESO 243-49". Astrophysical Journal Letters, K. Wiersema et al., sous presse