Record du plus long festin observé d’un trou noir supermassif

étoile brisée par un trou noir
Illustration d’un TDE, un événement de ruptures d’une étoile par les forces de marée. En rouge, les restes de l’étoile sont chauffés à plusieurs millions de degrés. Une partie de la matière est expulsée vers l’extérieur (en bleu) — Crédit : NASA, CXC, M.Weiss

Dans une galaxie lointaine, une étoile qui s’est trop approchée du trou noir supermassif tapi au centre a été littéralement déchiquetée sous les yeux des astronomes. Durant 10 ans, ils ont pu observer les conséquences de ce festin, ses restes chauffés à des millions de degrés.

Durant plus de 10 ans, des astronomes ont pu suivre le festin d’un trou noir supermassif. L’événement, étudié avec les télescopes spatiaux sensibles au rayonnement x, Chandra, XMM-Newton et Swift, est le plus long de ce type jamais observé.

Les auteurs de ces recherches publiées dans la nouvelle revue Nature Astronomy furent les témoins de ce qui est appelé en anglais un tidal disruption event (TDE), un événement de rupture par les forces de marée. En l’occurrence, il s’agit d’une étoile des régions centrales d’une lointaine galaxie qui, piégée par la gravité du monstre invisible de plusieurs millions de masses solaires qui l’avait attiré vers lui, a été réduite en miettes par celui-ci puis partiellement ingurgitée.

Le puissant rayonnement x qui a été détecté pour la première fois en 2005 trahit la chute dans le gosier du trou noir d’une partie des restes de l’astre déchiqueté qui ont été chauffés à plusieurs millions de degrés. La source a été épinglée sous l’appellation XJ1500+0154.

« Nous avons assisté à la fin spectaculaire et prolongée d’une étoile , a déclaré Dacheng Lin, de l’université du New Hampshire, qui a conduit ces recherches. Des dizaines d’événements de perturbation des marées ont été détectés depuis les années 1990 mais aucun ne s’est maintenu durant aussi longtemps que celui-ci ».

Vers des réponses à des énigmes sur la croissance rapide des trous noirs

Cela s’est passé à quelque 1,8 milliard d’années-lumière de chez nous, il y a donc presque deux milliards d’années. La source repérée en juillet 2005 par le satellite XMM-Newton était devenue au moins 100 fois plus brillante le 5 juin 2008. Tout indique qu’elle se situe en plein cœur de la galaxie qui l’abrite, là même où sont attendus les trous noirs supermassifs comme notre Sagittarius A* au centre de la Voie lactée. Les chercheurs ont indiqué que toutes les données suggèrent que le rayonnement de la matière qui entourait ce Gargantua cosmique a constamment dépassé la limite d’Eddington (ou luminosité d’Eddington), définie par un équilibre entre le rayonnement vers l’extérieur du gaz chaud et l’attraction vers l’intérieur du trou noir.

Cette croissance rapide a beaucoup d’implications pour eux, notamment sur les questions de la précocité de nombreux et divers trous noirs supermassifs repérés aux confins de l’univers. Comment ont-ils pu être aussi massifs en effet – certains, atteignant plusieurs milliards de masses solaires – au sein d’un univers qui n’avait pas encore un milliard d’années (il en a 13,8 maintenant) ? Des tidal disruption event comme celui-ci pourraient les aider à trouver des réponses.

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