En utilisant les données fournies par le vaisseau spatial Chandra de la NASA, les astronomes ont identifié une nouvelle source inhabituelle de rayons X ultralumineux (ULX) dans la galaxie elliptique Messier 86. La nouvelle ULX, désigné M86 tULX-1, réside quelque 62, 000 années-lumière du centre de la galaxie. La découverte est rapportée dans un article publié le 26 novembre sur arXiv.org.

Les ULX sont des sources ponctuelles dans le ciel qui sont si brillantes en rayons X que chacune émet plus de rayonnement que 1 million de soleils n'en émettent à toutes les longueurs d'onde. Ils sont moins lumineux que les noyaux galactiques actifs, mais plus uniformément lumineux que n'importe quel processus stellaire connu. Bien que de nombreuses études sur les ULX aient été menées, la nature fondamentale de ces sources n'est toujours pas résolue.

Habituellement, il y a un ULX par galaxie dans les galaxies qui les hébergent, mais certaines galaxies se sont avérées contenir de nombreuses sources de ce type. Alors que les ULX se trouvent le plus souvent dans les galaxies spirales, galaxies en étoile et dans ou à proximité des régions de formation d'étoiles au sein des galaxies, un plus petit nombre de ces sources résident dans des galaxies elliptiques.

Situé à quelque 52 millions d'années-lumière dans l'amas de la Vierge, Messier 86, ou M86 (également connu sous le nom de NGC 4406) s'avère être une telle galaxie elliptique hébergeant au moins deux ULX. Selon une nouvelle étude menée par une équipe d'astronomes dirigée par Lennart M. van Haaften de la Texas Tech University, les données d'archives du spectromètre d'imagerie CCD avancé de l'observatoire de rayons X de Chandra montrent que M86 contient un ULX situé à environ 62, 000 années-lumière au nord-ouest du centre de la galaxie. L'ULX nouvellement trouvé est donc la deuxième source de ce type dans M86, après CXO J122611.830+125647.80, qui a été identifié en 2011.

"Dans cet article, nous rapportons la découverte de CXOU J122602.3+125951 (ci-après M86 tULX-1), un ULX, dans la galaxie elliptique géante de l'amas de la Vierge M86, ", ont écrit les chercheurs dans l'article. L'étude a révélé que le M86 tULX-1 a une luminosité aux rayons X d'environ 5,0 duodécillions d'erg/s, luminosité X douce en excès de 1,9 duodécillion erg/s, et une température de disque interne de 0,66 keV.

Les chercheurs ont souligné que le spectre relativement dur et le comportement transitoire du M86 tULX-1, ainsi que ses autres propriétés comme la luminosité élevée et l'emplacement dans le champ d'une galaxie elliptique, faire de cette source un ULX inhabituel.

En ce qui concerne la nature du M86 tULX-1, les auteurs de l'article privilégient deux scénarios. Ils supposent que cette source peut être un trou noir de masse stellaire d'environ 30 à 100 fois plus massif que notre soleil accrétant de la matière provenant d'un compagnon géant de faible masse. La deuxième hypothèse la plus plausible est qu'il s'agit d'un trou noir de masse stellaire dans un état de transition entre les trous noirs de masse stellaire normaux et ceux à l'état ultralumineux.

D'autres scénarios pris en compte qui pourraient expliquer la nature du M86 tULX-1 sont :le noyau galactique actif, événement gravitationnel de microlentille, événement de perturbation des marées, variable cataclysmique, étoile éclairante ou transitoire de rayons X très faible dans le halo galactique, et la rémanence de supernova ou de rayons gamma.

L'équipe a conclu que les observations de suivi de M86 tULX-1 avec XMM-Newton et le télescope spatial James Webb (JWST) seraient très utiles afin de mieux circonscrire la nature de cette source.

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