Qu'est-ce qu'un Trou noir supermassif ?
Un trou noir supermassif contient entre cent mille et des dizaines de milliards de masses solaires, et siège au centre gravitationnel de presque toutes les grandes galaxies. La Voie lactée a le sien : Sagittarius A*, 4,3 millions de masses solaires, à environ 26 000 années-lumière.
Nous connaissons sa masse avec une précision inhabituelle parce que nous pouvons regarder des étoiles l'orbiter. Depuis les années 1990, les équipes menées par Reinhard Genzel et Andrea Ghez ont suivi des étoiles individuelles fouettant autour d'un point invisible du centre galactique — l'étoile S2 boucle une orbite tous les 16 ans, atteignant 3 % de la vitesse de la lumière au plus près. La mesure a valu le prix Nobel de physique 2020 et n'a laissé de place à aucune explication autre qu'un trou noir.
En 2019, l'Event Horizon Telescope, un réseau d'antennes radio grand comme la planète agissant comme un seul instrument, a produit la première image directe de l'ombre d'un trou noir : M87*, 6,5 milliards de masses solaires, au centre de la galaxie Messier 87. Sagittarius A* a suivi en 2022. Les deux images montrent ce que rend ce modèle — une ombre sombre cerclée de lumière courbée autour du trou, le côté qui s'approche étant avivé par l'effet Doppler.
Ils ne sont pas passifs. La masse du trou noir central d'une galaxie est étroitement corrélée à la dispersion de vitesse de ses étoiles, une relation dite M-sigma, ce qui implique que le trou et la galaxie ont grandi ensemble. Quand l'un se nourrit activement, il devient un noyau actif de galaxie, lançant des jets capables de percer la galaxie de part en part et de réguler la formation d'étoiles sur des centaines de milliers d'années-lumière.