Qu'est-ce qu'un Trou noir de masse intermédiaire ?
Un trou noir de masse intermédiaire pèse entre 100 et 100 000 masses solaires environ — bien plus lourd que tout ce qu'une seule étoile peut produire, bien plus léger que les géants des centres galactiques. Pendant des décennies, cette classe fut une lacune criante du recensement, et la confirmer a été l'un des problèmes les plus ardus de l'astrophysique moderne.
Cette lacune compte à cause de ce qu'elle implique sur les origines. Les trous noirs supermassifs pesaient déjà des milliards de masses solaires moins d'un milliard d'années après le Big Bang, ce qui s'explique mal par une croissance régulière à partir de seules graines stellaires. Les trous noirs de masse intermédiaire sont le tremplin naturel : des graines formées dans les cœurs denses des premiers amas d'étoiles, grossissant par fusions et accrétion jusqu'aux monstres que nous voyons aujourd'hui.
La preuve isolée la plus forte est arrivée en 2019. LIGO et Virgo ont détecté GW190521, la fusion de deux trous noirs d'environ 85 et 66 masses solaires, laissant un résidu de quelque 142 masses solaires — en plein dans la gamme intermédiaire, et solidement mesuré. D'autres candidats viennent de sources X ultralumineuses comme HLX-1, et des mouvements d'étoiles dans des amas globulaires denses comme Oméga du Centaure.
Ils sont difficiles à trouver précisément à cause de leur taille. Trop petits pour dominer le centre d'une galaxie, trop grands pour être repérés par leur effet sur une seule étoile compagne, ils se tiennent tranquilles dans des amas encombrés et ne se trahissent qu'en dévorant quelque chose ou en fusionnant. Le modèle montre un trou de taille moyenne, avec un disque d'accrétion plus froid et plus large et le premier soupçon d'un jet polaire.