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Le « repas stellaire » le plus lointain observé à ce jour

Impression artistique montrant un trou noir.

Impression artistique de ce qui se passe lorsqu'une étoile s'approche trop près d'un trou noir, où l'étoile est comprimée par l'intense attraction gravitationnelle du trou noir.

Photo : ESO/M.Kornmesser

Radio-Canada

Un trou noir supermassif situé au centre d’une galaxie lointaine a été observé engloutissant une étoile et expulsant les restes sous la forme d'un jet.

L’observation de cet événement cosmique a été réalisée à l’aide du Très Grand Télescope (TGT) de l'Observatoire européen austral (ESO) situé au Chili.

Il s'agit de l'exemple le plus éloigné d'un tel événement à être détecté à ce jour. C'est aussi la première fois qu'un tel événement est observé dans la lumière visible, ce qui constitue un nouveau moyen de détecter ces événements extrêmes, note l’ESO dans un communiqué.

Lumière mystérieuse

En février dernier, une source inhabituelle de lumière visible est détectée par un télescope de sondage. Une première évaluation laisse à penser que l'événement nommé AT2022cmc est un sursaut gamma, la plus puissante source de lumière de l'Univers.

La perspective d’observer un tel événement incite des scientifiques du monde entier à pointer leurs télescopes en direction de la source lumineuse. Rapidement, pas moins de 21 télescopes observent l’événement, dont le TGT de l'ESO.

Ce travail permet aux astrophysiciens de déterminer qu’il s’agit plutôt d’un trou noir supermassif au milieu d’un repas stellaire. En outre, les données récoltées par le TGT permettent de situer la source à une distance sans précédent pour ces événements : la lumière produite par AT2022cmc a commencé son voyage lorsque l'Univers avait environ un tiers de son âge actuel.

Un phénomène rare

Les étoiles qui s'approchent trop près d'un trou noir sont déchirées dans ce que l'on appelle un événement de rupture par effet de marée.

Environ 1 % de ces événements provoquent l'éjection de jets de plasma et de rayonnements depuis les pôles du trou noir en rotation, explique l’ESO. C’est un peu comme si on créait une pression au milieu d’un tube de dentifrice et que la matière s’éjectait par les deux extrémités.

Ce type d’événement n’a pas été observé très souvent et reste très exotique et mal compris, explique l’astrophysicien Nial Tanvir, qui a dirigé les observations du TGT visant à déterminer la distance de l'objet.

Repères

  • Un trou noir est un objet céleste qui possède une masse extrêmement importante dans un volume très petit. Comme si le Soleil ne faisait que quelques kilomètres de diamètre ou que la Terre était comprimée dans la tête d’une épingle.
  • Ils sont si massifs que rien ne s'en échappe, ni la matière ni même la lumière. Ils sont donc pratiquement invisibles

Les restes du repas sont renvoyés dans l’espace sous la forme d’un jet qui est pratiquement dirigé dans la direction que la Terre, ce qui rend l'événement beaucoup plus brillant qu'il ne le serait autrement, et visible sur une plus grande étendue du spectre électromagnétique, note l’astronome danois Giorgos Leloudas, co-auteur de l’étude.

« Jusqu'à présent, ces événements à jets ont été détectés à l'aide de télescopes observant dans les rayons gamma et les rayons X. C'est la première fois que l'on en découvre un au cours d'une étude optique (dans la lumière visible). »

— Une citation de  Daniel Perley, astronome à l’Université Liverpool John Moores

L’observation de ces événements extrêmes est importante pour les astrophysiciens, qui espèrent déterminer comment ces jets se créent et pourquoi ils sont si rares.

Le détail de ces travaux est publié dans la revue Nature (Nouvelle fenêtre) (en anglais)

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