Une étude récente sur A402-BCG révèle un vide intrigant au cœur d’une galaxie elliptique géante
Le noyau de la galaxie la plus brillante du groupe Abell 402 présente un vide curieux. Des observations récentes laissent penser qu’un trou noir ultra-massif pourrait être à l’origine de cette caractéristique.
Abell 402, un groupe de galaxies situé à environ 4 milliards d’années-lumière, abrite en son centre une galaxie elliptique géante nommée A402-BCG. En se concentrant sur le cœur de cette galaxie, des astronomes utilisant le télescope spatial Hubble ont découvert une région sombre, initialement soupçonnée d’être causée par un nuage de poussière bloquant la lumière des étoiles.
Une équipe de recherche dirigée par Michael McDonald du Massachusetts Institute of Technology a examiné cette région sombre pour tester l’hypothèse du nuage de poussière et explorer d’autres explications. En combinant des données récentes du télescope James Webb (JWST), des images archivées de Hubble, et des spectroscopies du Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) sur le Very Large Telescope, l’équipe a observé une caractéristique sombre proéminente au centre de A402-BCG, accompagnée d’une source lumineuse juste à côté.
Si la caractéristique sombre était un nuage de poussière, elle devrait être moins obscurcissante aux longueurs d’onde infrarouges capturées par JWST que dans les longueurs d’onde optiques observées par Hubble. Toutefois, le fait que la caractéristique soit également sombre dans les images JWST a conduit l’équipe à rejeter l’hypothèse du nuage de poussière. Ils privilégient plutôt un scénario où cette caractéristique sombre résulte de l’absence d’étoiles, estimant que 2 milliards de masses solaires d’étoiles manquent — ce qui représente environ 1 % de la masse stellaire de la galaxie.
Les auteurs suggèrent que les étoiles manquantes dans le noyau et le vide d’A402-BCG ont été éjectées par au moins un système de trous noirs supermassifs. Ils estiment que la région centrale, qui me environ 6 500 années-lumière de large, a été creusée par un trou noir de 50 milliards de masses solaires. Ce trou noir pourrait être le résultat d’une fusion passée et se situer à proximité de la source lumineuse infrarouge.
Des observations MUSE ont également révélé des preuves d’un second trou noir, avec deux poches de gaz ionisé correspondant à deux ensembles distincts de lignes d’émission, compatibles avec un système binaire de trous noirs totalisant entre 60 et 20 milliards de masses solaires.
Cette dynamique suggère que ces trous noirs spiralent lentement l’un vers l’autre, éjectant des étoiles du centre de la galaxie et creusant un profond déficit d’étoiles. Ce vide stellaire fait partie d’une région plus large de rareté stellaire, créée par une fusion passée de trous noirs supermassifs. Les simulations indiquent qu’environ 0,5 % des galaxies massives sont dans cette phase d’évolution à un moment donné, ce qui fait d’A402-BCG un sujet d’étude fascinant pour comprendre les fusions de trous noirs en cours dans d’autres galaxies.
Source : McDonald et al., 2026, Astrophysical Journal Letters.
