L'astronomie franchit une étape historique avec la première observation directe d'un duo de trous noirs en orbite l'un autour de l'autre. Cette découverte marquante apporte enfin une preuve visuelle tangible de l'existence de ces systèmes binaires, longtemps soupçonnés mais jamais clairement distingués.
Grâce à la combinaison de télescopes terrestres et spatiaux, les astronomes ont détecté d'infimes variations dans les ondes radio émises par ce couple cosmique situé à 5 milliards d'années-lumière de notre planète. Les deux objets célestes accomplissent leur révolution mutuelle en douze années terrestres, formant une danse gravitationnelle parfaitement synchronisée. Le plus petit des deux trous noirs présente un jet de particules se déplaçant à une vitesse proche de celle de la lumière, dont la trajectoire sinueuse évoque le mouvement d'un tuyau d'arrosage en rotation.
Représentation artistique de deux trous noirs en interaction
Crédit: AiVreaSaStii / pixabay Le partenaire principal de ce système, identifié sous le nom de blazar OJ287, est un véritable colosse cosmique avec une masse équivalente à 18 milliards de fois celle de notre Soleil. Ces trous noirs supermassifs se forment généralement au cœur des galaxies et peuvent émettre des rayonnements extrêmement puissants lorsqu'ils absorbent de la matière.
Mauri Valtonen, astronome à l'Université de Turku en Finlande et premier auteur de l'étude, souligne que les trous noirs eux-mêmes sont invisibles mais qu'on peut les détecter indirectement grâce aux jets de particules qu'ils émettent ou au gaz chauffé qui les entoure.
En comparant les caractéristiques de l'image obtenue avec les prédictions théoriques établies depuis des décennies, les chercheurs ont pu identifier deux composantes distinctes correspondant aux jets de chaque trou noir.
Les archives astronomiques révèlent que OJ287 était déjà observé à la fin du XIXe siècle, bien avant que l'existence des trous noirs ne soit théoriquement établie. Les variations régulières de luminosité du système avaient conduit les scientifiques à émettre l'hypothèse, dès les années 1980, de la présence de deux objets en orbite. Les nouvelles observations confirment cette intuition tout en ouvrant de nouvelles perspectives pour l'étude des interactions gravitationnelles entre ces objets extrêmes.
Diagramme théorique (gauche) montrant la position des trous noirs et de leurs jets au moment de l'observation, et image radio (droite) correspondante
Crédit: Valtonen et al, 2025
Bien que cette découverte représente une avancée majeure, les chercheurs restent prudents et reconnaissent que les jets des deux trous noirs pourraient partiellement se superposer dans les images actuelles. La communauté scientifique attend avec impatience le développement de nouveaux instruments pour confirmer définitivement la présence des deux objets et observer plus précisément le mouvement caractéristique du plus petit trou noir.