À propos de cette image
Cette image Hubble fournit une vue détaillée de A2261-BCG, l'amas colossal de galaxies le plus brillant au cœur d'Abell 2261, l'un des amas de galaxies les plus massifs connus à environ 3 milliards d'années-lumière de la Terre. A2261-BCG est extraordinaire, même selon les standards des galaxies elliptiques géantes : elle s'étend sur plus d'un million d'années-lumière de diamètre et possède l'un des noyaux stellaires les plus grands et les plus diffus jamais mesurés, s'étendant sur environ 10 000 années-lumière. Ce noyau inhabituellement gonflé a intrigué les astronomes car il lui manque le pic de luminosité central concentré que l'on trouve dans la plupart des galaxies elliptiques géantes, qui est généralement maintenu par l'influence gravitationnelle d'un trou noir supermassif résident. L'enveloppe lisse et sans relief de la galaxie brille avec la lumière combinée de centaines de milliards d'anciennes étoiles géantes rouges, tandis que les amas de galaxies environnants apparaissent comme des objets plus petits et plus faibles dispersés dans tout le champ.
Importance scientifique
A2261-BCG est devenu l'un des objets les plus importants pour tester les théories de la dynamique des trous noirs supermassifs. Son noyau diffus et anormalement grand peut s'expliquer par un processus appelé récurage du noyau, dans lequel une paire de trous noirs supermassifs en fusion éjecte les étoiles du centre de la galaxie par le biais d'interactions de fronde gravitationnelle alors qu'elles tournent ensemble. Si le trou noir fusionné résultant avait reçu un coup de recul d’onde gravitationnelle dépassant la vitesse de fuite de la galaxie, il aurait été entièrement éjecté – un scénario prédit par la relativité générale mais jamais observé de manière concluante. Les recherches du trou noir manquant à l'aide des observations aux rayons X de Chandra et de l'imagerie de Hubble ont examiné plusieurs emplacements candidats, notamment des nœuds denses d'étoiles à la périphérie de la galaxie qui pourraient abriter un trou noir déplacé. La résolution de ce mystère aurait des implications majeures pour notre compréhension de l’évolution des galaxies, de l’astrophysique des ondes gravitationnelles et de la coévolution des galaxies et de leurs trous noirs centraux.
Détails d'observation
Cette image a été capturée à l'aide de la Wide Field Camera 3 (WFC3) de Hubble dans des filtres proche infrarouge dans le cadre du programme CLASH (Cluster Lensing And Supernova Survey with Hubble). Les observations infrarouges étaient essentielles pour caractériser les populations stellaires de la galaxie centrale et pour détecter de faibles arcs gravitationnels provenant de galaxies à lentilles de fond. L'analyse du profil de luminosité de surface de l'A2261-BCG a nécessité une modélisation et une soustraction minutieuses de la lumière intra-amas diffuse qui imprègne le cœur de l'amas. Les observations ont atteint une profondeur suffisante pour identifier des nœuds stellaires compacts dans l'enveloppe de la galaxie qui ont été étudiés comme cachettes potentielles pour un trou noir supermassif déplacé.
Position dans l'univers
Constellation
Hercule
Distance depuis la Terre
3 milliards d'années-lumière
Faits intéressants
- 1
Le noyau d'A2261-BCG est environ 10 fois plus grand que prévu pour une galaxie de sa masse, ce qui en fait l'une des valeurs aberrantes les plus extrêmes dans la relation observée entre la masse de la galaxie et la taille du noyau.
- 2
Une théorie suggère que le trou noir supermassif d'A2261-BCG a été expulsé du centre de la galaxie par des ondes gravitationnelles produites lors d'une fusion de trous noirs binaires, laissant le noyau sans son ancre gravitationnelle.
- 3
Le gaz chaud qui imprègne l'amas Abell 2261 atteint des températures de plus de 100 millions de degrés – bien plus chaudes que le centre du Soleil – et n'est visible qu'à la lumière des rayons X.
Crédit image : NASA, ESA, télescope spatial Hubble
