Des astronomes ont découvert un grand groupe de trous noirs dans NGC 6397

Les astronomes utilisant le télescope spatial Hubble ont trouvé des preuves de dizaines de trous noirs de masse stellaire cachés dans le noyau qui s'effondre de l'amas globulaire NGC 6397, l'un des amas globulaires les plus proches de la Terre.

NGC 6397 se trouve à 7800 années-lumière dans la constellation sud de la constellation de l'Ara. En raison de son noyau très dense, il est connu sous le nom de cluster à noyau réduit.

Également connu sous le nom de GCl 74, le cluster a 13,4 milliards d'années et s'est formé peu après le Big Bang.

Lorsque les astronomes de l'Institut d'Astrophysique de Paris, le Dr Eduardo Vitral et le Dr Gary Mamon ont commencé à étudier NGC 6397, ils s'attendaient à trouver des empreintes de trous noirs de masse moyenne dans le noyau de l'amas.

Pour trouver ces objets extrêmement rares, ils ont analysé les positions et les vitesses des étoiles d'amas.

Ils ont utilisé des estimations précédentes des mouvements appropriés des étoiles à partir d'images de l'amas de Hubble et des mouvements appropriés fournis par l'observatoire spatial ESA Gaia.

Connaître la distance à NGC 6397 a permis aux astronomes de traduire les mouvements appropriés de ces étoiles en vitesses.

«Notre analyse a montré que les orbites des étoiles sont presque aléatoires dans tout l'amas globulaire, et non systématiquement circulaires ou très allongées», a déclaré Gary Mamon.

"Nous avons trouvé des preuves très solides de masse invisible dans les régions centrales denses de l'amas, mais nous avons été surpris de constater que cette masse supplémentaire ne ressemblait pas à un point, mais s'étendait à quelques pour cent de la taille de l'amas."

Cette composante invisible ne pouvait être constituée que des restes (naines blanches, étoiles à neutrons et trous noirs) d'étoiles massives, dont les régions internes s'effondraient sous leur propre gravité dès que leur combustible nucléaire était épuisé.

Les étoiles sont progressivement descendues vers le centre de l'amas après des interactions gravitationnelles avec des étoiles voisines moins massives, ce qui a conduit à une petite concentration de masse invisible.

En utilisant la théorie de l'évolution stellaire, les chercheurs ont conclu que la majeure partie de la concentration invisible consiste en trous noirs de masse stellaire, et non en naines blanches ou étoiles à neutrons, qui sont trop faibles pour être observées.

«Notre étude est la première à fournir un aperçu à la fois de la masse et de l'échelle de ce qui semble être une collection de trous principalement noirs dans le noyau qui s'effondre d'un amas globulaire», disent les astronomes.

"Notre analyse n'aurait pas été possible sans la disponibilité des données Hubble qui délimitent les régions internes de l'amas et des données Gaia qui délimitent les trajectoires orbitales des étoiles externes, qui à leur tour limitent indirectement les vitesses des étoiles avant et arrière dans Régions."

Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics.