La « spirale de la mort » d’une étoile tombant dans un trou noir

Par: Monique Menard | 2020-04-22

Il y a environ 290 millions d’années, une étoile comme notre Soleil s’est approchée de trop près du trou noir central de sa galaxie.

Il y a environ 290 millions d’années, une étoile comme notre Soleil s’est approchée de trop près du trou noir central de sa galaxie. Les forces intenses des marées l’ont déchirée, provoquant des éclairs brillants dans la lumière optique, ultraviolette et à rayons X qui ont atteint la Terre en 2014.

« Nous avons constaté des changements de luminosité des rayons X qui se sont produits environ un mois après que de tels changements aient été observés dans le visible et l’ultraviolet. Cela nous indique que le rayonnement optique et ultraviolet provenait de loin du trou noir où les flux elliptiques de matière orbitale se sont écrasés les uns sur les autres », a déclaré Derry Pasham, auteur principal de l’étude du MIT.

Les astronomes pensent que l’événement appelé ASASSN-14li s’est produit lorsqu’une étoile semblable à un soleil a été déchirée par un trou noir pesant 3 millions de soleils. L’horizon des événements du trou noir s’étend à environ 13 unités astronomiques, et le disque d’accrétion formé à partir de l’étoile détruite, à plus de 2 unités astronomiques.


Cette illustration montre le flux lumineux de matière provenant d’une étoile, après qu’elle ait été détruite par un trou noir supermassif. Crédits: NASA/JPL-Caltech

Lorsqu’une étoile s’approche trop près d’un « tueur » pesant 10 000 soleils ou plus, les forces de marée dépassent la luminosité de sa propre gravité et le transforment en un flux de déchets. Ce phénomène est appelé « phénomène de dégradation par la marée ». La substance qui tombe vers le trou noir se rassemble dans un disque d’accrétion en rotation, où elle se comprime et se réchauffe avant de traverser l’horizon des événements, que les astronomes ne peuvent plus observer. Les éclairs de la désintégration des marées transportent des informations importantes sur la façon dont les restes de l’étoile entrent initialement dans le disque d’accrétion.

Les scientifiques savent que les rayons X des flashes se produisent très près d’un trou noir. Mais l’emplacement de l’optique et de l’ultraviolet est resté flou, voire mystérieux. Dans certains des événements les plus étudiés, les explosions semblent être loin de l’endroit où les forces de marée d’un trou noir peuvent détruire une étoile. En outre, le gaz qui émet de la lumière reste à des températures stables beaucoup plus longtemps que prévu.

Dans une nouvelle étude, une équipe de scientifiques utilisant les données du satellite de la NASA « Swift », a montré où et à cause de ces différentes longueurs d’onde ont été émises pendant la rotation des restes de l’étoile détruite autour du trou noir.

Les restes d’une étoile tombant sur un trou noir l’évitent et l’enveloppent dans une orbite elliptique et finissent par entrer en collision avec le flux entrant. « Le retour des amas de débris d’étoiles affecte le flux entrant, ce qui entraîne des ondes de choc qui émettent de la lumière visible et ultraviolette. Et comme ils finissent par tomber dans un trou noir, ils génèrent également des rayons X », explique Bradley Chenko, scientifique en chef de la mission Swift de la NASA.

Les observations futures d’autres phénomènes de décroissance des marées devraient confirmer ou infirmer la théorie de l’origine de la lumière optique et ultraviolette lorsqu’une étoile est détruite par un trou noir.

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