Les résultats d'une étude du Rochester Institute of Technology fournissent une preuve supplémentaire que la périphérie des galaxies spirales abrite des trous noirs massifs. Ces régions méconnues sont de nouveaux endroits pour observer les ondes gravitationnelles créées lorsque les corps massifs entrent en collision, rapportent les auteurs.

L'étude remonte le temps sur les trous noirs massifs en analysant leurs précurseurs visibles, les supernovae dont les noyaux s'effondrent. La lente désintégration de ces étoiles massives crée des signatures lumineuses dans le spectre électromagnétique avant que l'évolution stellaire ne se termine par des trous noirs.

En utilisant les données de la recherche de supernova de l'observatoire Lick, un relevé des galaxies proches, l'équipe a comparé le taux de supernovae dans les galaxies spirales externes avec celui d'hôtes connus - galaxies naines/satellites - et a trouvé des nombres comparables pour les périphéries spirales typiques et les galaxies naines typiques, environ deux supernovae à effondrement central par millénaire.

L'étude, "Taux de supernova au-delà du rayon optique, " paraîtra dans un prochain numéro de Lettres de revues astrophysiques .

Les faibles niveaux d'éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium trouvés dans les galaxies naines/satellites créent des conditions favorables à la formation de trous noirs massifs et à la création de paires binaires. Un environnement galactique similaire dans les disques externes des galaxies spirales crée également des terrains de chasse probables pour les trous noirs massifs, dit Sukanya Chakrabarti, auteur principal et professeur adjoint à la RIT School of Physics and Astronomy.

« Si ces supernovae à effondrement de cœur sont les prédécesseurs des trous noirs binaires détectés par LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), alors ce que nous avons trouvé est une méthode fiable pour identifier les galaxies hôtes des sources LIGO, " a déclaré Chakrabarti. " Parce que ces trous noirs ont une contrepartie électromagnétique à un stade précoce de leur vie, nous pouvons localiser leur emplacement dans le ciel et surveiller les trous noirs massifs."

Les résultats de l'étude complètent l'étude 2017 de Chakrabarti, qui a montré que les parties externes des galaxies spirales pouvaient contribuer aux taux de détection de LIGO. Les régions forment des étoiles à un rythme comparable à celui des galaxies naines et ont une faible teneur en éléments lourds, créant une maison propice aux trous noirs massifs. La présente étude isole des candidats potentiels au sein de ces environnements galactiques favorables.

« Nous voyons maintenant que ce sont deux contributeurs importants, " a déclaré Chakrabarti. " La prochaine étape consiste à faire des enquêtes plus approfondies pour voir si nous pouvons améliorer le taux. "

Co-auteur Brennan Dell, un récent diplômé du programme d'informatique du RIT, analysé les données avec Chakrabarti pendant son programme coopératif de premier cycle.

"Ce travail peut nous aider à déterminer quelles galaxies être à l'affût des homologues électromagnétiques des trous noirs massifs, ", a déclaré Dell.