Les astronomes ont observé un système rare où trois trous noirs supermassifs dans des galaxies en fusion se combinent en un seul. Les trois trous noirs s'alimentent activement et émettent des ondes radio, offrant un aperçu unique des fusions cosmiques complexes. Cette découverte, menée par des chercheurs utilisant des observatoires radio, éclaire la manière dont de tels objets massifs grandissent.
La découverte concerne trois galaxies, chacune abritant un trou noir supermassif en son centre, qui sont en train de collisionner pour former une seule galaxie géante. De telles fusions sont considérées comme essentielles à la croissance des trous noirs supermassifs, qui ne peuvent être détectés que lorsqu'ils accumulent activement de la matière et émettent de la lumière. Cependant, ces événements sont brefs par rapport à la durée de vie de milliards d'années des trous noirs, ce qui les rend difficiles à observer. Auparavant, les astronomes n'avaient identifié qu'environ 150 paires de trous noirs en fusion.
Emma Schwartzman, au US Naval Research Laboratory à Washington DC, avec son équipe, a repéré ce système triple. Les trous noirs ont été détectés grâce à des ondes radio de basse fréquence qui pénètrent la poussière obscure. Les observations proviennent du Very Long Baseline Array à Hawaï et du Very Large Array au Nouveau-Mexique, confirmant que les signaux provenaient des trous noirs et non de l'activité stellaire dans les galaxies.
« Plus il y a de galaxies impliquées, plus le système est rare », a noté Schwartzman. Elle a souligné la nouveauté : « Ce qui est vraiment intéressant, c'est que les trois [trous noirs] émettent dans le domaine radio, ce que nous n'avons jamais vu auparavant. » Les galaxies montrent des signes précoces d'interaction, avec deux séparées de 70 000 années-lumière et la troisième à 300 000 années-lumière.
Isabella Lamperti, à l'Université de Florence en Italie, a souligné le stade précoce de la fusion. Emma Kun, à l'Université Ruhr de Bochum en Allemagne, l'a décrite comme « comme attraper les moments finaux d'un feuilleton de fusion de galaxies ». Simuler des fusions de trois trous noirs est un défi, mais cette observation aidera les physiciens à comprendre la dynamique. « C'est la première étape pour découvrir la physique du système », a ajouté Kun.
Les résultats paraissent dans Astrophysical Journal Letters (DOI : 10.3847/2041-8213/ae2002).