Les étoiles hypervéloces (HVS), qui voyagent à des vitesses pouvant atteindre 1 000 km/s, soit dix fois plus vite que la majorité des étoiles de la Voie lactée, suscitent l’étonnement des astronomes. Pendant longtemps, on a pensé qu’elles étaient éjectées du centre de notre galaxie. De récentes recherches suggèrent qu’un trou noir supermassif dans le Grand Nuage de Magellan (LMC) pourrait finalement en être à l’origine.
Les étoiles hypervéloces : un phénomène fascinant
Les étoiles hypervéloces sont des objets célestes qui se déplacent à des vitesses bien supérieures à la moyenne des étoiles de notre Voie lactée. En effet, tandis que la vitesse moyenne des étoiles dans notre galaxie est d’environ 100 km/s, certaines HVS peuvent atteindre jusqu’à 1 000 km/s. Elles voyagent tellement vite qu’elles peuvent parfois franchir la vitesse de libération galactique, c’est-à-dire la vitesse nécessaire pour échapper à l’attraction gravitationnelle de la Voie lactée.
Les premières théories concernant les étoiles hypervéloces ont été formulées à la fin des années 1980. En 2005, les astronomes ont confirmé leur existence en détectant les premières étoiles à grande vitesse. Les recherches ont montré que la majorité de ces objets semblaient provenir du centre de la Voie lactée, plus précisément de la région autour du trou noir supermassif Sgr A*. Ce phénomène, expliqué par le mécanisme de Hills, implique que des étoiles binaires s’approchant trop près de ce trou noir sont partiellement capturées, l’une des étoiles étant éjectée à une vitesse énorme, tandis que l’autre est engloutie par le trou noir.
Une origine dans le Grand Nuage de Magellan
Une étude remet cependant en question cette hypothèse dominante. Un groupe de chercheurs dirigé par Jiwon Han, étudiant au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, a revisité les données de plusieurs étoiles hypervéloces observées dans la Voie lactée. À l’aide des données fournies par la sonde spatiale Gaia, qui mesure avec une précision inédite les positions et vitesses de milliards d’étoiles, ils ont alors découvert que près de la moitié des HVS observées ne proviennent pas du centre galactique, mais du Grand Nuage de Magellan (LMC), une petite galaxie satellite de la Voie lactée.
Si l’on en croit ces données, le LMC pourrait donc également abriter un trou noir supermassif capable d’éjecter des étoiles vers notre galaxie. D’après les calculs, l’objet aurait une masse estimée à environ 600 000 masses solaires. En modélisant la dynamique de ce trou noir et les interactions gravitationnelles dans le Grand Nuage de Magellan, les chercheurs ont alors constaté que les trajectoires des étoiles simulées correspondaient remarquablement bien aux étoiles observées dans la Voie lactée.
En plus de l’éjection d’étoiles, les chercheurs ont mis en évidence une surdensité d’étoiles dans une région spécifique du LMC, appelée la surdensité du Lion, qui semble indiquer une zone d’étoiles en excès par rapport aux régions environnantes. Cette surdensité pourrait être une autre preuve de l’existence d’un trou noir supermassif dans le LMC, car le modèle théorique développé par les chercheurs produit également cette même surdensité d’étoiles. En d’autres termes, les étoiles de cette région semblent avoir été éjectées par le trou noir du LMC et projetées vers la Voie lactée.
Implications pour notre compréhension des galaxies
Rappelons que selon les théories actuelles, toutes les grandes galaxies contiennent un trou noir supermassif en leur centre, tandis que les petites galaxies, comme les galaxies naines, sont supposées en être dépourvues ou avoir un trou noir de faible masse. La découverte d’un trou noir supermassif dans une galaxie naine comme le LMC pourrait donc avoir de profondes implications pour notre compréhension de l’évolution des galaxies.
Pour l’heure, cependant, ce ne sont que des simulations. Les recherches futures devront affiner ces modèles en prenant en compte les données de Gaia et d’autres observations astronomiques pour mieux comprendre les origines et le rôle des étoiles hypervéloces.
