Trous noirs affamés et étoiles au destin funeste
Dans une galaxie lointaine, une étoile semblable au Soleil est progressivement dévorée par un trou noir monstrueux, perdant environ trois masses terrestres de matière à chaque fois qu’elle passe à proximité. Cette découverte, rendue possible en partie grâce au soutien des projets AHEAD2020 et TEDE, financés par l’UE, apporte de nouvelles informations précieuses sur les perturbations que subit une étoile en orbite qui s’approche trop près d’un trou noir. Des détails sur la destruction progressive de l’étoile par le trou noir affamé ont été publiés dans la revue «Nature Astronomy». L’observation a été réalisée à l’aide d’une nouvelle méthode d’analyse des données obtenues par le télescope à rayons X (XRT) du Neil Gehrels Swift Observatory de la NASA. «Le matériel et les logiciels de Swift, associés aux compétences de son équipe internationale, lui ont permis de s’adapter à de nouveaux domaines de l’astrophysique tout au long de son existence», rapporte l’auteur principal de l’étude, le Dr Phil Evans, de l’université de Leicester au Royaume-Uni, partenaire du projet AHEAD2020 et TEDE, dans un article publié sur le site web de la NASA. «Neil Gehrels, qui a donné son nom à la mission, a supervisé et soutenu bon nombre de ces transitions. Aujourd’hui, grâce à cette nouvelle capacité, il contribue à une science encore plus extraordinaire.» Avant cette nouvelle découverte, les astronomes avaient déjà étudié les variations de la perturbation qui se produit lorsque l’orbite d’une étoile l’amène trop près d’un trou noir. Chaque fois que cela se produit, les forces gravitationnelles engendrent de puissantes marées qui gonflent l’étoile et lui fait perdre de la matière. Ce processus se répète à chaque orbite, jusqu’à ce que l’étoile se décompose en un flux de gaz.
Un troisième type
Les observations antérieures des astronomes sur ces perturbations répétées induites par les marées font état de deux types d’explosions: celles qui se produisent toutes les quelques heures et celles qui se produisent tous les 100 jours ou plus. Baptisée Swift J0230, cette nouvelle perturbation se produit toutes les quelques semaines et se situe quelque part entre ces deux systèmes. Swift J0230 a été observé pour la première fois le 22 juin 2022, lorsque le XRT a capturé un flash lumineux dans une galaxie située à environ 500 millions d’années-lumière dans la constellation septentrionale du Triangle. Suite à d’autres observations de l’événement, les chercheurs ont constaté que le flash de rayons X ne s’était pas atténué comme prévu, mais qu’il avait brillé pendant 7 à 10 jours avant de s’éteindre brusquement. Ce processus se répétait par cycles de 25 jours environ. L’équipe de chercheurs pense que Swift J0230 est une perturbation répétée d’une étoile de taille similaire à celle de notre Soleil, en orbite autour d’un trou noir de faible masse, qui représente néanmoins plus de 200 000 fois la masse du Soleil. Chaque fois que l’orbite de l’étoile la rapproche de l’attraction gravitationnelle du trou noir, elle perd un quantité de matière équivalente à trois masses terrestres. La chaleur intense générée par ce processus (environ 2 millions de °C) libère une énorme quantité de rayons X qui sont captés par le satellite Swift. Le co-auteur, le Dr Rob Eyles-Ferris, également de l’université de Leicester, commente dans un article de presse publié sur le site web de l’université: «Dans la plupart des systèmes que nous avons observés dans le passé, l’étoile est complètement détruite. Swift J0230 est un ajout passionnant à la classe des étoiles partiellement perturbées, car il nous montre que les deux classes d’objets que nous connaissons déjà sont réellement connectées, notre nouveau système nous apportant le chaînon manquant». Le programme TEDE (Transient Engine Driven Explosions) a pris fin en mars 2023. AHEAD2020 (Integrated Activities for the High Energy Astrophysics Domain) se termine en décembre 2024. Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet AHEAD2020 projet TEDE
Mots‑clés
AHEAD2020, TEDE, trou noir, étoile, orbite, Swift, Swift J0230
