Une étoile s’approche trop près d’un trou noir et est détruite, mais sa fin étonne les experts

Une étoile S'approche Trop Près D'un Trou Noir Et Est

Une étoile s’est « spaghettifiée » et s’est désintégrée après s’être trop approchée d’un trou noir, mais le cœur des ténèbres n’en a dévoré qu’une petite partie.

Crédit : UC Berkeley

Crédit : UC Berkeley

Au centre des galaxies se trouvent de gigantesques trous noirs appelés supermasses, puisqu’ils sont caractérisés par des masses de millions ou de milliards de fois celle du Soleil. Il en existe également un au cœur de la Voie Lactée, le Sagittaire A*, dont nous avons a récemment vu la première image grâce aux scientifiques du projet Event Horizon Telescope. Ces cœurs de ténèbres ont une force gravitationnelle si monstrueuse que tout objet qui passe est voué à être désintégré et dévoré. En 2019, les scientifiques ont observé l’un de ces phénomènes fascinants – techniquement connus sous le nom de perturbations de marée – au cours desquels une étoile a été détruite. L’événement, appelé AT2019qiz, s’est produit dans une galaxie spirale de la constellation de l’Éridan, mais il ne s’est pas déroulé comme tout le monde l’aurait imaginé. L’étoile a été « spaghettifiée » et détruite, mais la majeure partie de sa matière n’a pas été dévorée par le trou noir, mais a été éjectée dans l’espace à des vitesses incroyables.

Pour décrire la destruction de l’étoile, qui s’est produite à 215 millions d’années-lumière de la Terre, une équipe de recherche américaine composée de scientifiques du Département d’astronomie de l’Université de Californie à Berkeley et du Département des sciences astrophysiques de l’Université de Princeton. Les scientifiques, coordonnés par le professeur Alexei V. Filippenko, professeur d’astronomie à l’université californienne, sont parvenus à leurs conclusions après avoir analysé la lumière polarisée de l’événement, la première du genre suffisamment brillante pour être analysée en optique. Ils ont décidé d’utiliser la lumière polarisée car elle a une intensité inférieure à celle standard (les ondes voyagent sur un seul plan) et dans certaines circonstances, elle permet de mieux comprendre ce qui se passe.

En observant le phénomène le 8 octobre 2019, Filippenko et ses collègues ont réalisé que la majeure partie du matériau de l’étoile spaghettifiée était éjectée par les vents très rapides du trou noir, jusqu’à 10 000 kilomètres par seconde. Ce processus a généré la formation d’un nuage sphérique de gaz qui a bloqué une grande partie des émissions de haute énergie (rayons X) générées lorsque le trou noir a dévoré ce qui restait de l’étoile, c’est pourquoi ils en ont détecté moins qu’eux. ils auraient pu s’y attendre. Les chercheurs ont calculé que le nuage de gaz formé par ce processus avait un rayon énorme de 100 unités astronomiques (une UA est la distance qui sépare la Terre du Soleil, soit environ 150 millions de kilomètres). Le fait qu’une grande partie de l’étoile ait été « recrachée » et non dévorée a été une véritable surprise pour les astrophysiciens.

« Cette observation exclut une classe de solutions qui ont été proposées en théorie et nous donne une contrainte plus forte sur ce qui arrive au gaz autour d’un trou noir », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Kishore Patra, dans un communiqué de presse. « Le fait intéressant ici est qu’une fraction importante de la matière de l’étoile en spirale vers l’intérieur ne tombe pas finalement dans le trou noir, mais est emportée par le trou noir », a-t-il déclaré. Les chercheurs ont étudié les émissions du phénomène grâce au télescope Shane de 3 mètres situé à l’observatoire Lick de San Jose, en Californie. Cet instrument est en effet équipé d’un spectrographe appelé Kast, « capable de déterminer la polarisation de la lumière sur tout le spectre optique », ont expliqué les scientifiques. De ces analyses, ils ont pu déduire à la fois sous quelle forme la matière était répartie autour du trou noir lors du processus destructeur et comment s’était formé le gigantesque nuage de gaz. Les détails de la recherche « Spectropolarimétrie de l’événement de perturbation des marées AT 2019qiz : une couche de retraitement quasi-sphérique » ont été téléchargés sur la base de données en ligne ArXiv, en attente de publication dans une revue scientifique.