Illustration d'un TDE qui s’est produit dans la galaxie NGC 3690. Le trou noir supermassif a déchiqueté une étoile. Environ la moitié de sa matière s’est enroulée autour de l’horizon du trou noir et l’autre moitié est expulsée par les pôles. © Nrao, AUI, NSF, Nasa
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Un trou noir supermassif périodiquement en éruption produisant des crêpes stellaires ?

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[EN VIDÉO] Que se passerait-il si vous tombiez dans un trou noir ?  Les profondeurs des trous noirs sont des espaces de mystère et de fantasme, mais cela ne signifie pas que nous ne pouvons pas les approcher de manière scientifique. Voyageons donc ensemble aux frontières de la réalité telle que nous la connaissons. 

Plusieurs signatures de la destruction d'étoiles par un trou noir supermassif, selon un scénario exploré en détail par Jean-Pierre Luminet et Brandon Carter au début des années 1980, sont observées depuis quelques années. La dernière en date serait celle de ruptures par effet de marée partielles, avec des éruptions périodiques au cœur d'une galaxie de Seyfert.

Après avoir terminé l'année 2020 avec la publication de son livre sur sept voies de recherche différentes pour unifier la physique du modèle standard et obtenir une théorie quantique de la gravitation capable de percer les mystères des trous noirs et de la singularité cosmologique primordiale, étudiée notamment par le défunt Isaak Khalatnikov, Jean-Pierre Luminet doit apprécier à sa juste valeur la découverte annoncée en ce début d'année 2021 par une équipe internationale d'astrophysiciens.

Bien connu des lecteurs de Futura pour lesquels notamment il tient un blog, Jean-Pierre Luminet voit une nouvelle fois ses travaux sur les événements de rupture par effet de marée (en anglais tidal disruption event, TDE) très probablement confirmés par des observations. Mais il s'agirait ici d'un TDE partiel, contrairement à ceux déjà observés, notamment avec le Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess).

Dans le précédent article ci-dessous, Futura avait déjà exposé le phénomène de TDE avec celui observé et désigné par ASASSN-19bt (les deux derniers chiffres indiquent l'année, puis les lettres l'ordre des découvertes) qui avait donc été détecté le 29 janvier 2019 dans le cadre du All Sky Automated Survey for SuperNovae (en français, Relevé automatisé sur tout le ciel de supernovae), en abrégé ASAS-SN (prononcé « assassin »). Aujourd'hui, c'est ASASSN-14ko qui est sur le devant de la scène alors qu'il a été observé en 2014.

Des TDE périodiques

Comme l'explique en particulier une publication sur arXiv,  ASASSN-14ko a ensuite à nouveau été connecté à des observations menées avec les instruments du Neil Gehrels Swift Observatory et du Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess). Des événements similaires ont ainsi été révélés dans la même galaxie de Seyfert de type II où était survenu ASASSN-14ko. Il s'agit de ESO 253-3, une galaxie spirale contenant deux régions actives et située à environ 570 millions d'années-lumière de la Voie lactée en direction de la constellation du Peintre (en latin Pictor, -is, abrégé en Pic), une constellation de l'hémisphère sud faiblement lumineuse.

À l'aide de données provenant d'instruments tels que l'observatoire Neil Gehrels Swift de la Nasa et le Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess), les astrophysiciens ont étudié et compté les explosions régulières d'un événement appelé ASASSN-14ko dans la galaxie ESO 253-3. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa Goddard

ASASSN-14ko se présentait donc initialement comme une supernova en 2014 mais six ans plus tard, alors que Anna Payne (University of Hawaiʻi à Mānoa) examinait les données ASAS-SN sur les galaxies actives connues dans le cadre de son travail de thèse, elle a remarqué que les données collectées au cours des années pour établir la courbe de lumière d'ESO 253-3 montraient des pics de luminosité importants, un total de 17, et surtout périodiquement espacés d'environ 114 jours. Chaque pic atteignant sa luminosité maximale en environ cinq jours, puis diminuant progressivement.

Remarquablement, Payne et ses collègues se sont aventurés à prédire la récurrence de ce phénomène pour le 17 mai, le 7 septembre et le 20 décembre 2020. Toutes ces prédictions se sont révélées exactes.

Cette remarquable périodicité et le fait que ESO 253-3 contienne au moins un noyau actif de galaxie, généré dans le cas présent par ce qui semble être un trou noir supermassif de 78 millions de masses solaires, ont conduit les astrophysiciens à envisager trois scénarios pour rendre compte des observations.

Trois fois la masse de Jupiter arrachée tous les 114 jours

Le premier scénario fait intervenir l'existence probable d'un deuxième trou noir supermassif au cœur de la galaxie spirale et ce seraient des interactions entre les disques d'accrétion de ces deux astres compacts en orbite l'un autour de l'autre qui provoqueraient des éruptions périodiques. Mais si un deuxième trou noir existe bel et bien, ce qui reste à démontrer solidement, il semble finalement trop éloigné du premier pour générer les éruptions observées.

Dans le deuxième, on peut aussi faire intervenir le passage récurrent d'une étoile à travers le disque d'accrétion entourant le trou noir central de la galaxie de Seyfert, mais on aurait alors des éruptions de forme asymétrique.

Le troisième scénario, le plus favorisé, est donc comme annoncé celui d'un TDE partiel du genre de ceux prédits théoriquement par Jean-Pierre Luminet en 1986. Dans le cas présent, une étoile massive sur une orbite assez elliptique se rapprocherait suffisamment de l'horizon du trou noir supermassif pour que les forces de marée deviennent assez importantes pour amorcer le phénomène des crêpes stellaires décrit dans le précédent article ci-dessous.

Mais il serait tout de même moins violent de sorte que l'ogre cosmique au cœur de ESO 253-3 se contenterait d'arracher périodiquement d'importantes quantités de gaz à l'étoile mais au point de la déformer, sans la détruire ni conduire à son explosion finale sous forme de supernovae. On peut estimer que c'est ainsi une quantité de gaz égale à environ trois fois la masse de Jupiter qui est happée par le trou noir.

Ce serait au moment où le courant de gaz arraché heurterait le disque d'accrétion du noyau actif que le choc produirait les pics de luminosité observés. Clairement, ce phénomène ne peut pas durer éternellement mais les astrophysiciens ne peuvent encore dire quand il s'achèvera.

Pour Futura, Jean-Pierre Luminet commente longuement les circonstances qui l'ont amené à se pencher sur les TDE et les conclusions issues de ses travaux.

« En fait ce n'est pas dans les premiers papiers avec Brandon Carter (Nature 1982, A&A 1983) que j'ai décrit les ruptures partielles, mais dans un beaucoup plus gros papier de 1986, hélas bien moins connu et cité (j'aurais dû le couper en plusieurs!) - publié pourtant dans ApJ Suppl , où j'exposais tous les résultats techniques présentés dans ma thèse de doctorat d'état de 1985.

Nos premiers papiers étaient consacrés aux pénétrations profondes des étoiles dans le volume les entourant déterminé par ce que l'on appelle rayon de marée, provoquant comme vous le dites justement des crêpes transitoires et, in fine, de possibles supernovae maréales.

Dans ce cas les étoiles sont totalement détruites en une seule fois et ne peuvent donner qu'une seule flambée. Mais dans l'article de 86 (auquel Carter n'avait pas participé, mais il avait normalement co-signé en tant que directeur de thèse), j'ai calculé numériquement les interactions de marée entre un TN massif  pour TOUS les paramètres d'impact - c'est-à-dire toutes les distances au périastre des orbites stellaires elliptiques (en fait quasi paraboliques), et divers types d'étoiles (séquence principale, géante rouge, naine blanche...).

Il est clair que pour avoir des ruptures partielles, l'étoile ne doit pas pénétrer trop profondément sous le rayon de marée. En fait j'avais proposé deux possibilités.

La première c'est quand la distance au périastre est légèrement supérieure au rayon critique de marée; les forces de la marée ne sont pas suffisantes pour détruire l'étoile mais elles induisent une rotation, une vorticité et des oscillations de ses axes principaux autour de valeurs moyennes (type ellipsoïde de Riemann), qui produisent des variations périodiques plus ou moins importantes de sa luminosité (dont je n'avais pas calculé l'amplitude, étant plus intéressé par les distorsions géométriques de l'étoile).

Les auteurs de l'article sur ASASSN-14ko ont négligé cette possibilité. Ils se sont concentrés sur le cas où l'étoile traverse peu profondément le rayon de la marée et n'est que partiellement détruite.

J'avais calculé que dans ce cas, l'étoile est  déformée non pas en crêpe mais dans une configuration de type « cigare »,  perdant un peu de sa matière par les deux bouts (en fait, un effet « tube de dentifrice » plutôt que cigare; les schémas de mon article sont très explicites).

En réalité, outre le facteur de pénétration, la description du processus de perturbation ou de destruction maréale dépend beaucoup du type d'étoile. Il y a une grande différence entre une étoile de type solaire assez homogène et une géante rouge très inhomogène - la raison est que les effets de marée sont très sensibles à la densité du corps extérieur.

Par exemple, une étoile presque homogène comme le Soleil sera plus globalement affectée par le champ de marée qu'une géante rouge, et on pourra lui affecter un rayon de marée critique unique. Mais dans le cas d'une géante rouge (ou bleue, en fait une étoile très inhomogène), c'est un peu comme s'il y avait deux rayons de marée distincts, l'un agissant sur  les couches extérieures, l'autre, bien plus petit, sur  le noyau beaucoup plus dense. Ainsi, entre ces deux rayons critiques, seules les couches externes de faible densité de la géante seraient arrachées par la marée, tandis que le noyau stellaire resterait indemne. L'étoile peut alors perdre quelques masses jupitériennes de son enveloppe à chaque passage au périastre de son orbite périodique.

Tous mes calculs numériques de 1986  (linéarisés dans le cadre du modèle d'étoile affine que nous avions précédemment développé avec Carter) ont été ultérieurement confirmés par des simulations 3D hydrodynamiques (Guillochon, etc.), cités à juste titre dans l'article sur ASASSN-14ko.

Explications en anglais de la découverte de G2 par les astronomes en 2011. Pour voir les sous-titres, cliquez sur « CC », puis sur « traduire les sous-titres » pour choisir la langue en cliquant dans la barre. Sélectionnez « français », puis « OK ». La traduction est assez bonne. © SpaceRip, ESO, YouTube

J'étais finalement été surpris que ce type d'événements n'ait pas été détecté plus tôt, car les TDE partiels sont  statistiquement plus fréquents que les TDE complets, pour lesquels on a déjà un catalogue de plusieurs dizaines de cas. Mais bien sûr, ce genre d'observations est plus difficile car il demande un suivi de plusieurs années pour en déceler une périodicité.

Maintenant, une telle chose peut-elle arriver à l'une des étoiles de l'amas central autour de Sagittarius A* dans notre Voie Lactée ?

J'avais estimé que la fréquence moyenne d'une TDE dans notre centre galactique, compte tenu de la répartition supposée des étoiles autour de celui-ci, serait d'environ 0,0001/an. Il y a donc peu de chances que nous observions un tel événement à l'heure actuelle.

Vous savez que, pour le moment, l'étoile observée passant à la distance la plus proche de Sgr A* , la fameuse S2, a une distance au périastre bien supérieure au rayon de marée. Elle subit quelques perturbations relativistes comme la précession orbitale et le redshift gravitationnel (récemment observés par l'instrument Gravity de l'ESO), mais pas du tout de perturbation maréale.

Il  y a quelques années, on avait annoncé que le nuage errant G2 passerait près du trou noir galactique et, en raison de sa faible densité, devait être détruit, or rien de tel n'avait été observé, ce qui montrait qu'il reste  beaucoup de travail à faire pour mieux comprendre les TDE, y compris des observations VLBI du Next Generation Event Horizon Telescope ».

Pour en savoir plus

Les trous noirs supermassifs fabriquent des spaghettis... et des crêpes stellaires

Article de Laurent Sacco publié le 09/11/2020

Il y a plus d'un demi-siècle, les trous noirs étaient considérés comme des spéculations douteuses par un nombre non négligeable de chercheurs. Aujourd'hui, plusieurs signatures observationnelles de ces objets sont régulièrement étudiées, comme celles décrivant la destruction d'étoiles par un trou noir supermassif proposées par Jean-Pierre Luminet et Brandon Carter au début des années 1980.

On attendait beaucoup de la mise en service du LHC (Large Hadron Collider). Alors, certes la découverte du boson de Brout-Englert-Higgs a été un grand événement mais on espérait surtout que ce boson ne se comporterait pas vraiment selon les prévisions théoriques de la fin des années 1960 dans le cadre du modèle électrofaible de Glashow-Salam-Weinberg. Une nouvelle physique révélant des particules supersymétriques et/ou des dimensions spatiales supplémentaires aurait ainsi été mise en évidence.

Le dernier mot est encore loin d'être dit à ce sujet mais force est de constater que depuis le centenaire de la découverte de la théorie de la relativité générale d’Einstein, c'est la théorie des trous noirs qui est venue spectaculairement sur le devant de la scène. Le prouve d'ailleurs l'attribution du dernier prix Nobel de physique à Roger Penrose, quelques années après que plusieurs des pionniers de la chasse aux ondes gravitationnelles générées par leur collision - Rainer Weiss, Barry C. Barish et Kip Thorne - ont reçu la même prestigieuse récompense pour leur implication dans le succès de la collaboration Ligo et Virgo.

En sera-t-il de même avec certains des membres de la collaboration Event Horizon Telescope qui ont montré que les prévisions de Jean-Pierre Luminet, concernant l'aspect d'un trou noir entouré d'un disque d'accrétion, étaient basiquement correctes ? On devrait le savoir d'ici quelques années probablement.

Une présentation du programme eLisa pour les ondes gravitationnelles, complémentaire du programme Athena pour les rayons X et l'astronomie multimessager. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © European Space Agency, ESA

Une astronomie multimessager avec les trous noirs

À l'horizon des années 2035, on devrait avoir également le franchissement d'une nouvelle étape dans le développement de l'astronomie multimessager. Le détecteur d’ondes gravitationnelles eLisa devrait en effet être en service et en mesure d'étudier les ondes émises par des collisions de trous noirs supermassifs et, surtout aussi, ces mêmes ondes avec d'autres signaux dans le domaine électromagnétique, voire avec des neutrinos, à l'occasion de la rencontre entre ces trous noirs et les autres astres compacts que sont les naines blanches et les étoiles à neutrons. En fait, même une étoile sur la séquence principale, qui s'approcherait trop près de l'horizon des événements d'un trou noir supermassif, subirait l'effet de ses forces de marée et serait détruite en émettant non seulement des ondes gravitationnelles mais aussi des rayons ultraviolets, X et gamma.

Plusieurs dizaines de ces événements dans le domaine des ondes électromagnétiques ont été découverts depuis le début du XXIe siècle et on les décrit comme des événements de rupture par effet de marée (en anglais tidal disruption event, TDE). On peut au moins faire remonter les premières réflexions sur le sujet avec un article publié en 1976 par Juan Frank et Martin F. Rees.

Une présentation du TDE désigné par ASASSN-19bt observé par Tess et Swift. ASASSN-19bt (les deux derniers chiffres indiquent l'année, puis les lettres l'ordre des découvertes) a été détecté le 29 janvier 2019 dans le cadre du All Sky Automated Survey for SuperNovae (en français, Relevé automatisé sur tout le ciel de supernovae), en abrégé ASAS-SN (prononcé « assassin »). Équipé de télescopes robotiques dans les deux hémisphères, nord et sud, il chasse de nouvelles supernovae en couvrant toute la voûte céleste tous les deux jours. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa Goddard

Mais il a fallu attendre le début des années 1980 pour que des investigations sérieuses conduisant à des modèles et des simulations numériques précises soient entreprises. À cet égard, on peut considérer que Jean-Pierre Luminet et Brandon Carter, tous deux à l'Observatoire de Paris à cette époque, en sont les pionniers, comme le montre une publication dans le célèbre journal Nature en 1982, suivie d'une autre dans Astronomy & Astrophysics en 1983.

Les deux astrophysiciens relativistes ont montré dans cet article qu'un TDE avec un trou noir supermassif conduisait les forces de marée à comprimer l'étoile jusqu'à produire ce qu'ils ont appelé une crêpe stellaire. Un TDE peut aussi donner lieu à un processus de « spaghettification » et c'est précisément ce qui est arrivé dans le cas de AT2019qiz, comme Futura l'expliquait dans le précédent article ci-dessous.

Jean-Pierre Luminet a expliqué à Futura à ce sujet que : « À l'époque, nous avions prédit la production de sursauts X, voire gamma, dans certaines "strong tidal encounters", mais pas calculé l'émission d'ondes gravitationnelles, bien que B. Mashhoon ait été le premier à l'envisager en 1975. Par la suite, les premières simulations numériques de TDE prenant en compte l'émission d'ondes gravitationnelles ont été faites d'abord par Kobayashi et al. puis par C. Casalvieri et al.

J'ai également prédit avec un autre collègue à la fin des années 1980, qu'un TDE fort entre un trou noir de masse intermédiaire et une naine blanche produirait une supernova maréale et/ou un sursaut gamma (GRB). Plus tard, des événements comme ASASSN-15lh, ASASSN-14ae ou encore GRB60614 ont été interprétés de cette façon. »

L'astronome Édouard Roche. © Université Montpellier 2

Des forces de marée gravitationnelles en relativité générale

Mais, regardons de plus près ce qu'est le phénomène des crêpes stellaires. Pour mieux le comprendre, on peut commencer par remonter aux travaux d'Édouard Roche, le mathématicien et astronome français à l'origine de la fameuse limite de Roche. Elle exprime le fait qu'il existe une distance limite d'approche d'un petit corps céleste au voisinage d'un corps plus grand.

En deçà, les forces de marée du corps principal sont si importantes qu'elles disloquent le petit corps, incapable de maintenir sa cohésion sous sa propre gravité. Originellement limitée aux planètes, la notion de limite de Roche a été étendue à la stabilité des amas globulaires et des petites galaxies approchant des grandes et on parle alors de rayon de marée. Cette même notion de rayon de marée est utilisée aussi lorsqu'une étoile approche d'un trou noir.

En mars 1982, Jean-Pierre Luminet et Brandon Carter avaient donc déjà publié dans le journal Nature un article dans lequel ils avaient montré qu'une étoile pénétrant dans la zone définie par le rayon de marée d'un trou noir galactique devait d'abord être aplatie comme une crêpe par les forces de marée. Dans un second temps, expliquaient-ils, des réactions thermonucléaires doivent se produire au sein de l'étoile, conduisant à des détonations capables de la disloquer.

L’écrasement d’une étoile par les forces de marée d’un trou noir. Le dessin illustre la déformation progressive d’une étoile plongeant profondément dans le rayon de marée d’un trou noir géant (la taille de l’étoile est considérablement agrandie pour la clarté du dessin). La figure du haut représente la déformation de l’étoile dans son plan orbital (vue de dessus), celle du milieu montre la déformation dans la direction perpendiculaire (vue par la tranche), et le diagramme du bas indique l’aplatissement relatif. De (a) en (d), les forces de marée sont faibles et l’étoile reste pratiquement sphérique. En (e), l’étoile pénètre dans le rayon de marée et est dès lors condamnée. Sa configuration se rapproche d’abord de celle d’un cigare, puis de (e) à (g), l’effet laminoir des forces de marée écrase l’étoile dans son plan orbital, en une configuration de « crêpe ». Puis l’étoile rebondit et se dilate en ressortant du rayon de marée en (h). Plus loin, sur son orbite, l’étoile finit par se dissocier en fragments gazeux. Des simulations hydrodynamiques détaillées, prenant en compte les ondes de choc, ont été effectuées durant la phase d’écrasement (e) à (g). © J.-P. Luminet

On peut estimer qu'il se produit environ un TDE par galaxie tous les 104-105 ans, ce qui veut dire qu'avec ses capacités à surveiller un grand nombre de galaxies à la recherche d'événements transitoires, comme des supernovae, le Large Synoptic Survey Telescope (LSST), qui a récemment été rebaptisé en Observatoire Vera-C.-Rubin (Vera C. Rubin Observatory), pourrait en voir quelques milliers par an dans le domaine visible.

Pour ceux qui aimeraient en savoir un peu, voire beaucoup plus, voici quelques liens :


Des détails sans précédent de la « spaghettification » d’une étoile déchiquetée par un trou noir !

Article de Rémy Decourt publié le 12/10/2020

L'étude des trous noirs supermassifs et comment la matière se comporte dans les environnements de gravité extrême qui les entourent fait une avancée significative avec l'observation des derniers instants d'une étoile avalée par un trou noir. Une découverte qui pourrait même servir de « pierre de Rosette » pour interpréter les observations futures des événements de perturbation par effet de marée.

Les trous noirs sont, dans l'imaginaire collectif, des objets qui aspirent et avalent tout ce qui se trouve à proximité, même la lumière qui ne peut s'en échapper. D'où leur nom. C'est exactement ce qu'a pu observer une équipe d'astronomes. L'année dernière, elle a pointé le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO et le New Technology Telescope (NTT) de l'ESO sur un nouveau flash de lumière qui s'est produit près d'un trou noir supermassif, pour étudier en détail ce qui se passe lorsqu'une étoile est dévorée par un tel monstre.

« L'idée d'un trou noir "aspirant" une étoile proche ressemble à de la science-fiction. Mais c'est exactement ce qui se produit lors d'un événement de rupture par effet de marée », déclare Matt Nicholl, maître de conférences et chercheur de la Royal Astronomical Society à l'université de Birmingham, au Royaume-Uni, et auteur principal de l'étude qui rapporte la découverte de ce rare jet de lumière provenant d'une étoile déchirée par un trou noir supermassif (AT2019qiz). Ce phénomène, connu sous le nom de perturbation par effet de marée, est l'éruption la plus proche de ce type enregistrée à ce jour à un peu plus de 215 millions d'années-lumière de la Terre.


Les astronomes ont observé la « spaghettification » d'une étoile.

De la théorie aux observations pratiques

En termes plus simples, les astronomes ont observé les derniers instants d'une étoile aspirée par un trou noir supermassif. L'étoile a subi ce que les astronomes appellent la « spaghettification » lorsqu'elle est aspirée par un trou noir. Ces événements sont rares et difficiles à étudier car le jet de lumière provenant de l'étoile aspirée est souvent obscurci par un rideau de poussières et de débris.

Cette fois-ci, les astronomes ont bénéficié de conditions d'observations favorables. La découverte a été possible parce que l'événement de rupture par effet de marée étudié par l'équipe, AT2019qiz, a été découvert peu de temps après que l'étoile a été mise en pièces. « C'est parce que nous l'avons détecté tôt, que nous avons pu voir le rideau de poussières et de débris se lever lorsque le trou noir a éjecté cette puissante gerbe de matière à des vitesses pouvant atteindre 10.000 km/s », explique Kate Alexander, boursière Einstein de la Nasa à l'université Northwestern aux États-Unis. « Cet exceptionnel "coup d'œil derrière le rideau" nous a fourni la première occasion de déterminer l'origine de la matière obscurcissante et de suivre en temps réel comment elle enveloppe le trou noir. »

Ces observations confortent les théories les plus couramment admises. « Lorsqu'une étoile malchanceuse s'approche trop près d'un trou noir supermassif au centre d'une galaxie, l'attraction gravitationnelle extrême du trou noir déchiquette l'étoile en minces flots de matière », explique  un autre auteur de l'étude Thomas Wevers, un boursier de l'ESO à Santiago du Chili, qui se trouvait à l'Institut d'astronomie de l'université de Cambridge, au Royaume-Uni, quand il a mené les travaux. Lorsque de minces brins de matière stellaire tombent dans le trou noir au cours de ce processus de spaghettification, une éruption brillante d'énergie est libérée, et les astronomes peuvent la détecter.

L'équipe a effectué des observations d'AT2019qiz, située dans une galaxie spirale de la constellation d'Eridan, sur une période de six mois, alors que sa luminosité augmentait puis s'éteignait. « Plusieurs programmes de sondage du ciel ont détecté l'émission provoquée par ce nouveau phénomène de perturbation par effet de marée très rapidement après que l'étoile a été déchirée », explique Thomas Wevers. Nous avons immédiatement pointé une série de télescopes terrestres et spatiaux dans cette direction pour voir comment la lumière était produite ».

« Les observations ont montré que l'étoile avait à peu près la même masse que notre propre Soleil, et qu'elle en a perdu environ la moitié au profit du monstre qu'est le trou noir, qui est plus d'un million de fois plus massif », explique Matt Nicholl, également chercheur invité à l'université d'Édimbourg.

En conclusion, expliquent les auteurs de cette découverte, ces travaux « nous aide à mieux comprendre les trous noirs supermassifs et comment la matière se comporte dans les environnements de gravité extrême qui les entourent ». Selon l'équipe, AT2019qiz pourrait même servir de « pierre de Rosette » pour interpréter les observations futures des événements de perturbation par effet de marée. L'ELT (Extremely Large Telescope) de l'ESO, dont l'entrée en service est prévue pour cette décennie est un observatoire terrestre de 39 mètres de diamètre qui permettra aux chercheurs de détecter des événements de perturbation par effets de marée de plus en plus faibles et évoluant plus rapidement, afin de résoudre d'autres mystères de la physique des trous noirs. À suivre donc...

Cette illustration montre une étoile (au premier plan) en train de se "spaghettiser" alors qu'elle est aspirée par un trou noir supermassif (en arrière-plan) lors d'un "événement de rupture par effet de marée". © ESO, M. Kornmesser
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