À l’aide des données du satellite RadioAstron, les astronomes ont produit une image radio de deux trous noirs supermassifs au centre du lointain quasar OJ 287, où le trou noir secondaire se trouve sur une orbite de 12 ans autour du primaire.
Les quasars sont des noyaux galactiques extrêmement brillants, dont la lumière est produite lorsqu’un trou noir supermassif au centre de la galaxie dévore le gaz cosmique et la poussière qui l’entourent.
Dans le passé, les astronomes ont réussi à imager le trou noir au centre de la Voie lactée et dans une galaxie voisine appelée Messier 87.
« Le Quasar OJ 287 est si brillant qu’il peut être détecté même par des astronomes amateurs équipés de télescopes privés », a déclaré le Dr Mauri Valtonen, astronome à l’Université de Turku.
« La particularité d’OJ 287 est qu’on pense qu’il héberge non pas un mais deux trous noirs tournant l’un autour de l’autre sur une orbite de 12 ans, ce qui produit un modèle facilement reconnaissable de variations de lumière au cours de la même période. »
« Les premières observations d’OJ 287 peuvent être retracées grâce à d’anciennes photographies jusqu’au 19ème siècle. »
« Mais à l’époque, il était inconcevable que des trous noirs existaient, encore moins des quasars. »
« OJ 287 a été ‘accidentellement’ inclus dans les images alors que les astronomes se concentraient sur d’autres objets. »
Dès 1982, le Dr Valtonen a remarqué que la luminosité de l’objet changeait régulièrement sur une période de 12 ans.
Il a ensuite étudié OJ 287 en tant que chercheur universitaire, supposant que la variation de luminosité était causée par deux trous noirs en orbite l’un autour de l’autre.
Des centaines d’astronomes ont surveillé intensivement le quasar pour voir si la théorie est correcte et pour obtenir une image complète du mouvement orbital des trous noirs.
Le mystère de l’orbite a finalement été résolu il y a quatre ans par l’astronome Lankeswar Dey de l’Université de Turku.
La seule question qui restait était de savoir si les deux trous noirs pouvaient être détectés en même temps.
Le satellite TESS de la NASA a répondu à cette question en détectant la lumière des deux trous noirs.
Cependant, ils n’étaient toujours visibles que sous la forme d’un seul point, car les images utilisant une lumière normale n’ont pas une résolution suffisamment élevée pour montrer les trous noirs séparément.
Il fallait une image avec une résolution 100 000 fois supérieure, ce qui est possible avec les radiotélescopes.
Dans la présente étude, le Dr Valtonen et ses collègues ont comparé les calculs théoriques antérieurs avec une image radio.
Les deux trous noirs étaient là sur l’image, exactement là où ils étaient attendus.
Cela a permis aux chercheurs de répondre à une question restée ouverte depuis 40 ans : l’existence de paires de trous noirs.
« Pour la première fois, nous avons réussi à obtenir une image de deux trous noirs tournant l’un autour de l’autre », a déclaré le Dr Valtonen.
« Sur l’image, les trous noirs sont identifiés par les intenses jets de particules qu’ils émettent. »
« Les trous noirs eux-mêmes sont parfaitement noirs, mais ils peuvent être détectés par ces jets de particules ou par le gaz incandescent entourant le trou. »
Les scientifiques ont également identifié un tout nouveau type de jet émanant d’un trou noir.
Le jet sortant du trou noir secondaire d’OJ 287 est tordu comme le jet d’un tuyau d’arrosage rotatif.
« Cela est dû au fait que le plus petit trou noir se déplace rapidement autour du trou noir principal et que son jet est détourné en fonction de son mouvement actuel », expliquent les auteurs.
