Des astronomes européens ont étudié un trou noir récemment détecté, appelé Gaia BH3. Dans leurs résultats, ils ont découvert que le trou noir est associé à un amas d’étoiles perturbé à proximité connu sous le nom d’ED-2. La découverte est rapportée dans un article publié le 17 avril sur le serveur de prépublication arXiv. .
A une distance de quelque 1 900 années-lumière, Gaia BH3 est un trou noir découvert en avril 2024 dans un vaste système binaire au sein du halo galactique. Il a une masse d’environ 33 masses solaires, ce qui en fait le trou noir d’origine stellaire le plus massif connu dans notre galaxie. Le compagnon visible du trou noir est une vieille étoile géante très pauvre en métaux, environ cinq fois plus grande que le soleil, avec une masse d'environ 0,76 masse solaire. Le système a une durée de 11,6 ans.
ED-2 est un ancien amas d'étoiles perturbé, qui est maintenant un flux stellaire auréolé galactique. Il s’agit d’un courant dynamiquement froid traversant le voisinage solaire. La métallicité moyenne des étoiles ED-2 est estimée à −2,60.
Une équipe d'astronomes dirigée par Eduardo Balbinot de l'Université de Groningen aux Pays-Bas a étudié l'abondance chimique des étoiles membres de ED-2 et les caractéristiques orbitales du binaire Gaia BH3. Les résultats obtenus indiquent que Gaia BH3 appartient au flux stellaire ED-2.
"Nous constatons que l'orbite galactique du système Gaia BH3 et sa métallicité sont entièrement compatibles avec l'appartenance au flux ED-2", ont écrit les chercheurs dans l'article.
L’étude a révélé que l’orbite du trou noir Gaia BH3 autour de la galaxie est impossible à distinguer de celle des étoiles membres de ED-2. Il s'est également avéré que seulement 17 % des membres de l'ED-2 sont plus proches du centre galactique que Gaia BH3.
La métallicité moyenne de l’étoile géante de Gaia BH3 s’est avérée être de −2,56, ce qui est proche de la métallicité moyenne des étoiles de ED-2. De plus, les abondances d'éléments chimiques tels que les ratios magnésium, europium et baryum/fer des membres ED-2 sont cohérentes avec celles du compagnon du trou noir.
Par conséquent, selon les auteurs de l'article, ces résultats confirment que Gaia BH3 est sans ambiguïté associée au flux ED-2.
Les données collectées ont également permis aux astronomes de faire la lumière sur la formation de Gaia BH3 et ED-2. Les résultats suggèrent que l'ancêtre de Gaia BH3 s'est formé il y a plus de 13 milliards d'années et que le système parent de ED-2 était un petit amas d'une masse inférieure à 42 000 masses solaires.
"Cela implique que le trou noir pourrait s'être formé directement à partir de l'effondrement d'une étoile massive très pauvre en métaux, mais que le scénario alternatif d'interactions binaires à l'intérieur de l'environnement de l'amas mérite également d'être exploré", ont conclu les chercheurs.
Plus d'informations : E. Balbinot et al, Le trou noir Gaia BH3 de 33 M⊙ fait partie de l'amas d'étoiles perturbé ED-2, arXiv (2024). DOI :10.48550/arxiv.2404.11604
Informations sur le journal : arXiv
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