Au centre de presque chaque grande galaxie se trouve un trou noir supermassif. Il ne se contente pas de dévorer le gaz qui tombe, il en rejette une partie sous forme de puissants jets. Ces jets, tels des pistons géants, poussent le gaz environnant et le chauffent. Les astronomes soupçonnent depuis longtemps que c'est ainsi que les trous noirs empêchent les galaxies de se refroidir et de devenir de froides usines à étoiles. Mais la quantité exacte d'énergie transmise au gaz restait une énigme.

La nouvelle étude compare deux ensembles de données. D'un côté, les observations en rayons X du gaz chaud dans des milliers de galaxies elliptiques, de groupes et d'amas. De l'autre, des modèles informatiques où le gaz n'est chauffé que par la gravité, sans l'intervention des trous noirs. La différence entre les deux représente précisément la contribution des trous noirs. Les scientifiques ont découvert que, dans tous les systèmes, des modestes galaxies elliptiques aux amas géants, les trous noirs ne transmettent au gaz que 1 à 3 % de leur énergie totale. C'est peu, mais suffisant pour maintenir le gaz chaud et ténu.

Fait intéressant, dans les petits systèmes, la chaleur accumulée dépasse largement les pertes par rayonnement. Le gaz y reste chaud même des milliards d'années après que le trou noir a cessé de s'alimenter activement. Dans les amas massifs, la situation est différente : le chauffage et le refroidissement sont en équilibre, comme dans une maison dotée d'un thermostat parfaitement réglé. Le trou noir agit comme un chauffage qui s'allume exactement lorsque le gaz commence à se refroidir.

Ce résultat est important non seulement pour les astronomes. Il fournit des paramètres précis pour les modèles informatiques de formation des galaxies. En sachant que l'efficacité du chauffage est de 1 à 3 %, on peut mieux prédire combien d'étoiles naîtront dans une galaxie au cours de sa vie. Et donc aussi à quoi ressemblera notre Univers dans des milliards d'années.