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On a observé la destruction d'une étoile par un trou noir géant

ActualitéClassé sous :Astronomie , Swift J1644+57 , trou noir supermassif

On a d'abord pensé qu'il s'agissait d'un sursaut gamma ordinaire mais le phénomène observé par le satellite Swift, et qui s'est produit il y a environ 3,9 milliards d'années dans une galaxie lointaine, était différent. Comme l'expliquent deux articles publiés dans Nature, il s'agissait du résultat de la mise en pièces d'une étoile s'étant approchée trop près du trou noir central de sa galaxie hôte.

Cette image est un rassemblement des observations faites par les instruments de Swift dans l'ultraviolet/visible (blanc, violet) et le domaine des rayons X (jaune et rouge) de Swift J1644 57. © Nasa/Swift/Stefan Immler
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Swift est une mission internationale de la Nasa utilisant un satellite pour tenter de percer les mystères des sursauts gamma. Il en observe environ 100 chaque année et on lui doit la découverte du sursaut GRB 090423, l'un des plus lointains connus actuellement. Le 28 mars 2011, lorsqu'il a détecté Swift J1644+57, les astrophysiciens ont d'abord cru qu'il s'agissait d'un autre sursaut gamma classique mais d'autres observations à des longueurs d'onde différentes ont depuis montré qu'il n'en était rien.

Le scénario qui émerge maintenant fait intervenir le trou noir supermassif au cœur de la galaxie hébergeant la source Swift J1644+57. On sait que notre propre Voie lactée possède en son centre un trou noir de ce genre. La masse qu'il contient est d'environ 4 millions de fois celle du Soleil mais dans le cas de la galaxie observée, ce serait le double. Selon les astrophysiciens, l'événement s'étant produit dans cette galaxie située dans la constellation du Dragon il y a 3,9 milliards d'années ressemblerait beaucoup au scénario étudié en particulier par Jean-Pierre Luminet et Brandon Carter, celui de la destruction d'une étoile s'étant trop approchée d'un trou noir supermassif.


Un extrait du documentaire du projet multiplateforme francophone sur la cosmologie contemporaine, Du Big Bang au Vivant. © Groupe ECP, www.dubigbangauvivant.com/Youtube

Swift J1644+57 s'est d'abord signalé par ses émissions dans les domaines des rayons gamma et des rayons X mais il a laissé aussi des traces observables dans le domaine des ondes radio comme l'a montré l'Expanded Very Large Array (EVLA) près de Socorro au Nouveau-Mexique.

Des particules s'échappant à plus de 90 % de la vitesse de la lumière

Le gaz arraché à l'étoile et qui est tombé en spirale vers le trou noir central s'est en effet échauffé et atteint des températures dépassant le million de degrés, formant un plasma où des processus de magnétohydrodynamique très énergétiques sont devenus possibles.


Une illustration en images de synthèse de la destruction d'une étoile par les forces de marée d'un trou noir. La matière de l'étoile tombe sur le trou noir en formant un disque d'accrétion avant d'y disparaître en pénétrant dans l'horizon des événements, tout en produisant deux jets de particules. © Nasa/Goddard Space Flight Center/CI Lab/YouTube

Il s'est en effet produit deux jets de particules relativistes qui, en s'échappant parallèlement à l'axe de rotation du trou noir central, ont fini par entrer en collision avec le milieu interstellaire, y générant des ondes de radio. Par chance, l'un de ces jets était orienté en direction du Système solaire.

Les émissions radio ont continué à être présentes plusieurs jours après les premières observations de Swift, ce qui a convaincu les astrophysiciens qu'ils n'avaient pas observé un sursaut gamma classique mais bel et bien la destruction d'une étoile par les forces de marée du trou noir supermassif de la galaxie.

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