Des astronomes détectent une étoile déchirée par un trou noir géant

Tout a commencé le 11 février 2022 à 11 h 42 min 40 s précises, heure de Paris. En Californie, Palomar Mountain, où plusieurs télescopes sont installés, était encore sombre. L’un d’eux est équipé d’une caméra qui scrute le ciel avec un champ de vision assez large, à la recherche de ce que les astronomes appellent des phénomènes temporaires (comètes, astéroïdes, mais aussi explosions d’étoiles, etc.). Et en ce jour d’hiver, cet objet appelé Zwicky Transitional Complex (ZTF) voit une lumière dans le ciel qui n’y était pas auparavant. Comme annoncé mercredi 30 novembre, deux études internationales, dont une publiée dans La nature et l’autre dans Astronomie de la nature –cette lumière est l’indicateur d’un événement aussi lointain que rare : la rupture d’une étoile par un trou noir géant, devant laquelle elle a eu l’imprudence de passer.

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Dans cette image d'artiste, une étoile (en forme de ballon de rugby orange) est visible car une partie de sa matière est arrachée par la gravité du trou noir central.

Ecrit ainsi, tout semble simple, mais les astrophysiciens ont eu un long chemin à parcourir avant d’arriver à cette conclusion, que Suzanne Vergani, directrice de recherche au CNRS à l’Observatoire de Paris et co-auteur de l’étude La nature : « Lorsque ZTF scanne le ciel, il le compare au ciel précédent pour détecter les sources transitoires. Beaucoup se rencontrent tous les soirs, et tout le jeu consiste à comprendre la raison de chaque variation. Comme nous avons développé des outils automatiques pour cela, cette analyse préliminaire est effectuée très rapidement, puis l’information est diffusée à un réseau international de chercheurs. »

Lorsque le comportement d’une source lumineuse semble particulièrement intéressant, la communauté astronomique se mobilise pour faire une série d’observations complémentaires à différentes longueurs d’onde. Dans le cas de l’événement du 11 février, appelé AT 2022cmc, vingt et un télescopes ont été pointés vers la source. “L’idée est alors de rassembler toutes les observations et d’essayer de comprendre ce que c’est.”, souligne Suzanne Vergani. La première hypothèse est liée à un sursaut gamma, qui indique la transformation d’une étoile mourante en trou noir ou en étoile à neutrons, un cataclysme qui libère une quantité importante d’énergie dans l’espace. Mais ce scénario ne correspondait pas aux observations.

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disque d’accrétion

“La meilleure interprétation est liée à un phénomène connu sous le nom d’événement de marée., événement de perturbation de marée (TDE) en anglais, explique Suzanne Vergani. L’étoile est déchirée par la gravité du trou noir géant dont elle s’est approchée. » La gravité du trou noir arrache littéralement la matière de l’étoile, un peu comme une manche de chemise se déchire si vous tirez trop fort dessus. Ce matériau commence alors à orbiter autour du trou noir dans ce que les experts appellent un disque d’accrétion.

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