Les chercheurs de CU Boulder ont découvert un mécanisme qui explique la persistance d'amas stellaires asymétriques entourant les trous noirs supermassifs dans certaines galaxies et suggère que pendant les périodes de fusion post-galactique, des étoiles en orbite pourraient être projetées dans le trou noir et détruites au rythme d'une par an.

La recherche, qui a été récemment publié dans Le Journal d'Astrophysique , suggère également une réponse à un mystère astronomique de longue date sur le comportement des orbites stellaires excentriques près des trous noirs supermassifs et pourquoi la dynamique apparemment instable survit à long terme.

La gravité d'un trou noir supermassif crée un amas d'étoiles nucléaires qui l'entoure, que la physique gravitationnelle s'attendrait à ce qu'elle soit à symétrie sphérique. Cependant, plusieurs galaxies, dont la proche Andromède, ont été observées avec un amas d'étoiles asymétrique qui prend plutôt la forme d'un disque. Des disques excentriques sont soupçonnés de se former à la suite d'une fusion récente entre deux galaxies riches en gaz.

Dans le disque, chaque étoile suit une orbite elliptique qui tourne autour du trou noir supermassif au fil du temps. Les orbites des étoiles se chevauchent presque et interagissent fréquemment les unes avec les autres. Finalement, les perturbations gravitationnelles de l'orbite d'une étoile l'amèneront trop près du trou noir.

"La force s'accumule dans ces orbites stellaires et change de forme, " a déclaré Ann-Marie Madigan, membre associée de la JILA, qui a dirigé l'étude. "Finalement, une étoile atteint son approche la plus proche du trou noir et elle est déchiquetée."

"Nous prédisons que dans une période de fusion post-galactique, un trou noir supermassif avalera une étoile par an, " a déclaré la co-auteur Heather Wernke, un étudiant diplômé de CU Boulder. "C'est 10, 000 fois plus souvent que les autres prévisions de taux."

La découverte renforce les preuves d'observation que certaines galaxies avec des trous noirs supermassifs en leur centre ont des taux de mortalité stellaire plus élevés que d'autres et suggère que les disques nucléaires excentriques peuvent être plus fréquents que prévu initialement. D'autres études pourraient aider les chercheurs à mieux comprendre les fusions galactiques et l'évolution de l'univers.

"Andromède a probablement dépassé le sommet de ce processus, ayant subi une fusion il y a longtemps, " dit Madigan, qui est également professeur adjoint au département des sciences astrophysiques et planétaires de CU Boulder. "Mais avec des données de résolution plus élevée, nous pourrons peut-être trouver des disques excentriques plus jeunes dans des noyaux galactiques plus éloignés."