NGC 6240 est un puzzle pour les astronomes. Pendant longtemps, les astronomes ont pensé que la galaxie était le résultat d'une fusion entre deux galaxies, et cette fusion est évidente sous la forme de la galaxie: elle a une apparence instable, avec deux noyaux et des extensions et des boucles.
NGC 6240 se trouve à environ 400 millions d'années-lumière dans la constellation d'Ophiuchus. Même s'il a été étudié intensivement, c'est un endroit très poussiéreux et certains détails ont été obscurcis. Mais une nouvelle étude utilisant le très grand télescope (VLT) de l'Observatoire européen austral (ESO) avec le spectrographe 3D MUSE avancé, a ouvert une nouvelle fenêtre sur le NGC 6240 et a révélé une grande surprise.
La galaxie est le résultat non pas de la fusion de deux galaxies, mais de trois. Et en conséquence, il abrite non pas deux trous noirs supermassifs, mais trois.
"Jusqu'à présent, une telle concentration de trois trous noirs supermassifs n'avait jamais été découverte dans l'univers."
Dr Peter Weilbacher, Institut Leibniz d'astrophysique.
Le spectrographe MUSE est un spectrographe en lumière visible avec à la fois un large champ de vision et une excellente résolution spatiale, grâce à l'optique adaptative. C'est ce qu'on appelle un spectrographe panoramique à champ intégral. Il a vu sa première lumière en 2014 et est optimisé pour étudier une grande variété d'objets, y compris des trous noirs supermassifs dans les galaxies voisines. Les astronomes ont utilisé le pouvoir de MUSE pour scruter le NGC 6240 avec plus de précision que jamais, révélant les trois trous noirs supermassifs.
Une équipe internationale de scientifiques a produit cette nouvelle recherche, dirigée par des scientifiques de Göttingen et de Potsdam. L'étude est publiée dans la revue Astronomy and Astrophysics. Leur article s'intitule «Un système à trois noyaux à l'état avancé ou final de fusion».
"Grâce à nos observations avec une résolution spatiale extrêmement élevée, nous avons pu montrer que le système de galaxie en interaction NGC 6240 héberge non pas deux - comme on le supposait précédemment - mais trois trous noirs supermassifs en son centre", a déclaré le professeur Wolfram Kollatschny de l'Université de Göttingen, le auteur principal de l'étude.
«Jusqu'à présent, une telle concentration de trois trous noirs supermassifs n'avait jamais été découverte dans l'univers», ajoute le Dr Peter Weilbacher de l'Institut Leibniz d'astrophysique de Potsdam (AIP). "Le cas présent fournit la preuve d'un processus de fusion simultanée de trois galaxies avec leurs trous noirs centraux."
Cette étude pourrait faire partie d'un chaînon manquant dans notre compréhension de la formation des galaxies. Les galaxies les plus grandes et les plus massives de l'univers sont un peu un puzzle. Notre compréhension de la façon dont ils se forment ne peut pas expliquer les plus grands. Il n'y a pas eu assez de temps dans l'âge d'environ 14 milliards d'années de l'univers pour que les galaxies les plus massives se forment, même en tenant compte de la fusion de deux galaxies.
Mais si trois galaxies peuvent fusionner simultanément, comme l'a fait NGC 6240, cela explique en grande partie l'existence d'énormes galaxies.
"Si, toutefois, des processus de fusion simultanée de plusieurs galaxies avaient lieu, alors les plus grandes galaxies avec leurs trous noirs supermassifs centraux ont pu évoluer beaucoup plus rapidement", a déclaré Peter Weilbacher dans un communiqué de presse. "Nos observations fournissent la première indication de ce scénario."
Les capacités du spectrographe MUSE ont rendu cette découverte possible. Non seulement il est monté sur le VLT de 8 mètres avec une optique adaptative, ce qui lui confère une netteté similaire au télescope spatial Hubble, mais il crée un spectre pour chaque pixel de l'image. Ce pouvoir lui a permis de scruter la poussière et de résoudre le trou noir sud en deux trous noirs séparés.
NGC 6240 est probablement proche de la fin de son processus de fusion, qui peut prendre plus d'un milliard d'années pour se conclure. Chacun des trous noirs supermassifs a une masse supérieure à 90 millions de soleils, et finalement ces trois trous noirs fusionneront en un seul géant géant. Lorsque cela se produit, dans un avenir lointain, cette fusion créera de puissantes ondes gravitationnelles.
Plus:
- Communiqué de presse: La fusion simultanée de galaxies géantes
- Document de recherche: NGC 6240: Un système à trois noyaux à l'état avancé ou final de fusion
- VLT Muse
