Découverte du plus ancien trou noir de l’univers.

[Kaptain 2530]

Citation

Il est aussi gros que distant, et c'est une vraie surprise. Un trou noir hypermassif, de 800 millions de fois la masse de notre Soleil, dont la lumière a mis 13 milliards d'années pour parvenir jusqu'à nous, par une équipe internationale de chercheurs (travaux publiés dans Nature et The Astrophyscial Journal Letters). C'est un record de distance absolu pour un objet de ce type (le précédent record datait de 2011), mais aussi un record de poids pour un astre aussi lointain.

 

La suite de l´article du Figaro :

 

http://www.lefigaro.fr/sciences/2017/12/07/01008-20171207ARTFIG00252-decouverte-du-plus-ancien-trou-noir-de-l-univers-un-formidable-colosse.php

[capt flam 208]

il y a 27 minutes, Kaptain a dit :

800 millions de fois la masse de notre Soleil

C'est le poids d'un amas globulaire plus d'une étoile là !

[Kirth 1430]

C'est une masse classique pour les TN centraux de galaxies. Ce qui étonne, c'est qu'il ait eu le temps de se constituer en si peu de temps.

Ca va peut-être apporter de l'eau au moulin de ceux qui disent que le TN central existe avant la galaxie, ou en tout cas participe de sa constitution, et non l'inverse.

[Bruno- 407]

Comment est-on sûr qu'il s'agit d'un trou noir ? On a mesuré la vitesse des étoiles autour de l'objet pour en déduire la masse de l'objet ? Et pour son diamètre, on a utilisé une estimation précise de sa distance ?

[Superfulgur 3620]

Il y a 2 heures, Kirth a dit :

Ca va peut-être apporter de l'eau au moulin de ceux qui disent que le TN central existe avant la galaxie, ou en tout cas participe de sa constitution, et non l'inverse

 

Oui, depuis quelques années, cette hypothèse gagne en crédibilité.

 

Il y a 1 heure, Bruno- a dit :

Comment est-on sûr qu'il s'agit d'un trou noir ? On a mesuré la vitesse des étoiles autour de l'objet pour en déduire la masse de l'objet ?

 

Oui, en gros, c'est la vitesse des étoiles (ou plutôt du gaz, je crois) qui permet de  dire c'est un trou noir. C'est en étudiant les étoiles du centre galactique qu'on a déduit la masse du notre, qui est tout petit, environ 3 millions de masses solaires. Pour les plus gros, je crois que le record est de 14 milliards de masses solaires. Ca fait un "diamètre" de l'ordre de la taille du système solaire !

 

S

 

[Bruno- 407]

Je comprends bien pour le notre, mais pour l'objet situé à 13 milliards d'années-lumières, on arrive à mesurer les vitesses de ses étoiles ?

[Superfulgur 3620]

Il y a 1 heure, Superfulgur a dit :

(ou plutôt du gaz, je crois)

 

Nan, je pense pas, d'où ma parenthèse 

 

S

[jfleouf 639]

Il y a 6 heures, Bruno- a dit :

Je comprends bien pour le notre, mais pour l'objet situé à 13 milliards d'années-lumières, on arrive à mesurer les vitesses de ses étoiles ?

 

J'ai parcouru l'article en vitesse et je n'ai pas l'impression qu'ils aient mesuré une quelconque vitesse des étoiles (ou gaz) en rotation autour du trou noir. J'ai l'impression qu'ils déduisent la masse du trou noir par la luminosité totale du disque d’accrétion (et donc en se basant sur ce que l'on sait déjà grâce aux trous noirs plus proches). Mais j'avoue que c'est bien au dessus de mon niveau de compréhension, donc faudrait qu'une fusée du forum vienne confirmer (ou corriger).

 

jf

[Superfulgur 3620]

Je sais pas, mais pour des trous noirs proches, jusqu'à Virgo, en tout cas, c'est trivial : ils mesurent bien la vitesse de rotation du gaz, par contre plus loin, effectivement, je sais pas.

 

S

[Cédric Perrouriefh 2140]

Surtout pour la Voie lactée, ils mesurent sans problème la vitesse de rotation des étoiles autour du trou noir central, puisque ce sont des vitesses vertigineuses, on voit les étoiles les plus proches faire plusieurs révolutions au cours d'une vie humaine ! Pour les galaxies un peu plus éloignées il me semblent qu'ils mesurent la vitesse des grandes masses de gaz par effet Doppler parce que la résolution est bien sûr insuffisante pour observer directement les étoiles. Mais c'est déjà moins évident à mettre en oeuvre (pour les anglophones, c'est expliqué icihttps://en.m.wikipedia.org/wiki/Reverberation_mapping

 

On trouve peu de liens en français qui expliquent ce procédé intéressant, mais pour ce qui est des quasars à plusieurs milliards d'AL je n'ai carrément trouvé aucune info. J'essaierai de chercher encore car c'est passionnant

 

D'ailleurs ça met en évidence une chose surprenante : il n'y a apparemment aucune corrélation entre la masse d'une galaxie et celle de son TN central. Si on prend quelques exemples rien que dans le groupe local : la Voie lactée et Andromède ont une masse du même ordre, pourtant le TNC d'Andromède est trente ou soixante fois plus massif que le nôtre, alors que le TNC de la galaxie du Triangle, bien que ce soit un autre mastodonte du groupe local, ne doit pas être si lourd que ça (?) puisqu'on n'a jamais réussi à l'appréhender clairement jusqu'à présent. D'après ce que l'on peut lire, sa masse serait supposée de 10 masses solaires uniquement, soit 400 000 fois plus léger que Sagittarius A*, alors que M33 n'est elle que 20 fois plus légère que la Voie lactée

 

Ça semble partout pareil, apparemment il n'y a aucune relation masse galactique / masse du TNC. Ce rapport semble aléatoire. Vous confirmez ? 

[Superfulgur 3620]

Non.

 

Il faut que je retrouve ça, mais ça fait longtemps qu'on a établi une corrélation encore incomprise entre la masse des TN et les bulbes de leurs galaxies, je crois. Je crois me souvenir d'un facteur 400 entre les deux, qu'on retrouve systématiquement, il faut que je retrouve ça.

 

S

[Alain MOREAU 1632]

Effectivement : il y a bien une relation, mais entre le trou noir central et la masse du bulbe s'il s'agit d'une galaxie spirale, ou celle la galaxie entière s'il s'agit d'une elliptique.

Voir ici la page de Françoise Combes sur le sujet, publiée en début d'année sur Futura : http://www.futura-sciences.com/sciences/dossiers/astronomie-voie-lactee-mysteres-galaxie-spirale-1826/page/5/

[Cédric Perrouriefh 2140]

Merci Serge et Alain, ça semble logique au fond...

[Bruno- 407]

Ah c'est intéressant, je n'avais pas entendu parler de ça. Merci pour le lien !

[jackbauer 2 2364]

Un tout récent article traitant justement de la question soulevée (évaluer la masse d'un TN galactique)

Une nouvelle méthode a été employée avec l'instrument X-SHOOTER :

 

http://www.das.uchile.cl/web_en/noticias/das_julian_2017.html?utm_source=Twitter&utm_medium=social&utm_campaign=SocialSignIn

 

 

[Alain MOREAU 1632]

Le papier dans Nature n'est pas en accès libre, mais celui sur ARXIV est là : https://arxiv.org/pdf/1712.01860.pdf

L'équipe y décrit ses méthodes (technique toutefois, pas très accessible)

Sinon en français, l'excellente comme toujours - et plus digeste - synthèse du toubib () est ici : http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2017/12/decouverte-du-premier-quasar-situe.html#more

Même si j'aime bien le taquiner sur son titre, il fait un remarquable travail de vulgarisation : encouragez-le, il le mérite +++

[Dr Eric Simon 28]

Toubib ? WTF!

[Dr Eric Simon 28]

Pour répondre à la question du comment la masse des TN est mesurée dans les quasars, c'est à partir de la luminosité du quasar en question et sur la base de modèles. Je vous mets la phrase exact de l'article de Banados et al. : 

"The mass of the quasar’s central black hole can be estimated through the quasar luminosity and the full-width at half maximum (FWHM) of its Mg II line, under the assumption that local scaling relations are still valid at high luminosity and high redshift".

Et il faut préciser que l'erreur obtenue est importante, ils trouvent 780 millions de masses solaires pour la valeur la plus probable mais l'erreur dit en fait entre 590 millions et 1100 millions.

 

Et il est maintenant à peu près certain que les trous noirs très massifs apparaissent avant les galaxies, les graines de trou noir devant faire déjà de l'ordre de 1000 ou 10000 masses solaires à z=40... (moins de 100 millions d'années après le BB).

Edited December 10, 2017 by Dr Eric Simon
précision

[Cédric Perrouriefh 2140]

Merci pour vos réponses c'est très intéressant !  

[JMBeraud 307]

il y a 13 minutes, Dr Eric Simon a dit :

Et il est maintenant à peu près certain que les trous noirs très massifs apparaissent avant les galaxies, les graines de trou noir devant faire déjà de l'ordre de 1000 ou 10000 masses solaires à z=40... (moins de 100 millions d'années après le BB).

Très intéressant... comme ce qui est plus haut.

 

Et on explique cela ou pas encore? Je veux dire ils viennent d'oû ces TN à Z=40, comment se sont ils formés si tôt?

[Dr Eric Simon 28]

Une théorie qui est apparue assez récemment évoque le collapse gravitationnel de nuages de gaz de plusieurs milliers de masses solaires (donc sans même passer par la case étoile) , voir par exemple cet article : http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2015/12/nouvelle-explication-pour-les-trous.html

 

 

[Dr Eric Simon 28]

Ce graphe est particulièrement intéressant je trouve. Il montre à quelle vitesse exponentielle les trous noirs peuvent grossir (avec l'hypothèse qu'ils accrètent à la valeur maximale (limite d'Eddington). Sont représentés les trois cas les plus emblématiques, dont le petit dernier bien sûr. L'ordonnée est logarithmique...

 

[Kaptain 2530]

L’article de Futura Sciences, intéressant :

 

http://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/quasars-quasar-croissance-ultrarapide-defie-cosmologistes-67319/

[Géo le curieux 55]

Le graphique ci-dessus est intéressant, mais quand on voit le faible nombre de points de mesure et la barre d’erreur, l’extrapolation jusqu’au redshift de 45, sans doute assez théorique, me semble hasardeuse.

Rien ne vaut l’observation pour confirmer, ou infirmer. Les conditions de l’Univers peu après le Bigbang sont assez différentes des nôtres actuellement et restent à explorer. Je pense que l’astronomie y fera de nouvelles et surprenantes découvertes inattendues.