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Découverte d’une étoile qui gravite autour d’un trou noir en seulement 20 minutes

X-ray: NASA/CXC/University of Alberta/A.Bahramian et al.; Illustration: NASA/CXC/M.Weiss

C’est une observation aussi exceptionnelle que stupéfiante qui a été réalisée par une équipe internationale d’astronomes, à savoir une étoile qui orbite autour de ce qui semble être un trou noir. La faible distance séparant les deux objets les rend extrêmement proches.

Même s’ils sont mystérieux, les trous noirs sont tout de même réputés pour être sans pitié et dévorer toute matière passant à proximité grâce à des forces de gravité extrêmement puissantes. Partant de ce constat, l’observation récemment faite par une équipe internationale d’astronomes n’en est que plus surprenante : une étoile naine blanche orbitant autour d’un trou noir à une distance proche et une vitesse folle. Ils publient leurs recherches dans la revue ArXiv.

Cet étonnant système binaire baptisé « 47 Tuc X9 » a été découvert au sein de la Constellation du Toucan, à 14 800 années-lumière de notre planète. La présence probable d’un trou noir a été révélée en 2015 grâce aux observations du télescope ATCA (Australia Telescope Compact Array) et des mesures complémentaires en rayons X réalisées à l’aide des télescopes spatiaux Chandra et NuSTAR ont permis ces nouvelles découvertes.

La signature observée par les télescopes spatiaux montre qu’il s’agit d’une naine blanche, un type d’étoile composée majoritairement de carbone et d’oxygène. Selon les calculs et observations des astronomes, sa période orbitale est de 28 minutes seulement et les deux objets ne sont séparés que de 950 000 kilomètres. Ce n’est que deux fois et demie la distance entre la Terre et la Lune. Jamais une étoile n’avait été observée aussi près d’un trou noir !

Pourquoi l’étoile n’est-elle pas aspirée par les forces gravitationnelles du trou noir comme toute matière qui passe à proximité ? Pour les astronomes, en réalité, elle l’est. En effet, le trou noir lui arrache sa matière à chaque instant et les chercheurs suggèrent qu’il s’agit en fait d’une ancienne géante rouge qui est devenue une naine blanche à force de voir sa matière être dévorée. Il pourrait alors en être ainsi jusqu’à ce qu’il ne reste plus rien.

Enfin, il n’est pas tout à fait certain qu’il s’agit bien d’un trou noir. Pour les astronomes, il pourrait aussi s’agir d’une étoile à neutrons, une étoile en « fin de vie » dont il ne reste plus qu’un noyau d’une incroyable densité. Toutes les caractéristiques ne semblent toutefois pas réunies pour cela. Ainsi, même si elle n’est pas écartée, l’hypothèse reste peu probable. De futures observations bien plus approfondies pourront nous en apprendre plus sur cet improbable couple.