Les astronomes de l'Université de technologie de Swinburne, Australie, et l'Université du Minnesota Duluth, ETATS-UNIS, ont fourni un moyen pour les astronomes en fauteuil, et même des enfants du primaire, de simplement regarder une galaxie spirale et estimer la masse de sa galaxie cachée, trou noir central. La recherche a été soutenue par l'Australian Research Council et a été publiée dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .

Étant donné que les trous noirs n'émettent aucune lumière perceptible, ils ont traditionnellement été étudiés via des observations très techniques des étoiles et des gaz en orbite autour d'eux, qui à leur tour fournissent une mesure de leur masse.

Maintenant, de nouvelles recherches basées sur ces mesures préexistantes ont montré que la masse d'un trou noir peut être estimée avec précision en regardant simplement les bras spiraux de sa galaxie hôte.

Il y a près d'un siècle, Sir James Jeans et Edwin Hubble ont noté comment les galaxies spirales avec de grands renflements centraux possèdent des bras spiraux étroitement enroulés, tandis que les galaxies spirales avec de petits renflements affichent des bras spiraux grands ouverts. Depuis, des centaines de milliers, sinon des millions, des galaxies spirales ont été classées dans le type Sa, Sb, Sc, Dakota du Sud, en fonction de leurs bras spiraux.

Pr Marc Seigar, Doyen associé du Swenson College of Science and Engineering de l'Université du Minnesota Duluth, et co-auteur de l'étude, a découvert une relation entre la masse centrale du trou noir et l'étanchéité des bras spiraux d'une galaxie il y a près d'une décennie.

Dr Benjamin Davis et Pr Alister Graham, du Centre d'astrophysique et de calcul intensif de Swinburne, a dirigé la nouvelle recherche révisant ce lien entre la masse du trou noir et la géométrie du bras en spirale.

Après avoir soigneusement analysé un plus grand échantillon de galaxies, imagé par un réseau de télescopes spatiaux, les chercheurs ont observé une relation étonnamment forte, et un qui prédit des trous noirs de masse inférieure dans les galaxies à bras spiraux ouverts (types Sc et Sd).

"La force de la corrélation est compétitive avec, sinon mieux que, toutes nos autres méthodes utilisées pour prédire les masses des trous noirs, " dit le Dr Davis. " N'importe qui peut maintenant regarder une image d'une galaxie spirale et évaluer immédiatement la masse de son trou noir. "

Étant donné que ce sont les disques des galaxies qui hébergent le motif en spirale, l'étude met en évidence le lien méconnu entre les disques de galaxies et les trous noirs. De plus, la procédure permet de prédire les masses de trous noirs dans des galaxies à disques purs sans renflement stellaire. "Cela implique que les trous noirs et les disques de leurs galaxies hôtes doivent co-évoluer, " dit le Dr Davis.

"C'est maintenant aussi simple que 'a, b, c' pour percer ce mystère de notre Univers et révéler les masses des trous noirs dans les galaxies spirales, " dit le professeur Graham.

" Surtout, la relation facilitera également la recherche du suspect, mais manquant actuellement, population de trous noirs de masse intermédiaire avec des masses comprises entre 100 et 100, 000 fois la masse de notre Soleil. Difficile à cerner, ils ont des masses supérieures à celles d'une seule étoile, mais sont plus petits que les trous noirs supermassifs qui atteignent des milliards de fois la masse de notre Soleil dans les galaxies géantes, " dit le professeur Graham.

Travaillant au sein du Centre d'excellence OzGrav de l'Australian Research Council, les astronomes ont l'intention de traquer ces trous noirs insaisissables, et étudier les implications pour la production d'ondes gravitationnelles :ces ondulations dans le tissu de l'espace-temps d'Einstein qui ont été annoncées pour la première fois par les collaborations LIGO et Virgo en 2016.