Découverte d’un trou noir potentiel dans une étoile binaire
Au cours des soixante dernières années, les chercheurs ont identifié une vingtaine de trous noirs de masse stellaire grâce à des méthodes basées sur les rayons X. Ces trous noirs présentent une distribution de masse principalement concentrée autour de 25 masses solaires, révélant une rareté des trous noirs dont la masse se situe entre 3 et 5 masses solaires.
Le mystère de l’écart de masse
Ce phénomène, connu sous le nom d’écart de masse, pourrait être attribué à des processus spécifiques survenant lors des explosions de supernova, empêchant ainsi la formation de trous noirs dans cette plage de masse. Une autre hypothèse suggère que les trous noirs de faible masse sont difficiles à observer, car ils sont souvent perturbés par l’explosion et deviennent donc plus difficiles à détecter.
Une découverte prometteuse en Chine
Récemment, des scientifiques chinois ont utilisé des méthodes de vitesse radiale et d’astrométrie pour identifier un trou noir potentiel dans le système binaire G3425, qui pourrait combler cet écart de masse.
Les ondes gravitationnelles et les trous noirs de faible masse
Les récentes détections d’ondes gravitationnelles par LIGO ont révélé des objets compacts dans une plage de masse où l’on pensait auparavant qu’aucun trou noir n’existait. La question de l’existence de trous noirs de faible masse dans des systèmes binaires reste débattue. Ces trous noirs seraient difficiles à détecter, car ils n’émettent pas de rayons X. Ils peuvent cependant être recherchés à l’aide de méthodes de vitesse radiale et d’astrométrie.
Une étude approfondie avec des outils avancés
Cette recherche a utilisé la spectroscopie du télescope LAMOST et des données astrométriques de Gaia pour explorer des systèmes d’étoiles binaires susceptibles d’abriter ces objets compacts.
Caractéristiques du système G3425
Dans ce système, l’étoile brillante est une géante rouge pesant environ 2,7 fois la masse du Soleil. L’objet sombre, quant à lui, a une masse d’environ 3,6 fois celle du Soleil, avec une fourchette estimée entre 3,1 et 4,4 fois la masse solaire. Étant donné qu’aucune lumière ne provient d’autre chose dans le système, ce compagnon sombre doit être un trou noir, dont la masse se situe dans la plage de l’écart de masse.
Implications de la découverte
G3425 est un système binaire large avec une orbite d’environ 880 jours et presque aucune inclinaison. Son orbite circulaire et large est difficile à expliquer par les théories classiques de l’évolution des étoiles binaires et des explosions de supernova. Cette étude démontre que les méthodes de vitesse radiale et d’astrométrie peuvent détecter des objets compacts dans des systèmes binaires, suggérant ainsi que ces systèmes pourraient abriter des trous noirs de faible masse et offrant de nouvelles perspectives sur leur formation et leur évolution.
Référence de l’étude :
- Song Wang et al., Un trou noir potentiel dans un système binaire large avec une orbite circulaire, Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02359-9
