in

La lente agonie d’une étoile piégée autour d’un trou noir

Crédits : NASA / CXC / M. Weiss

À 250 millions d’années-lumière de la Terre se trouve une étoile qui, piégée autour d’un trou noir, tente comme elle peut de survivre. Mais il n’y a aucune échappatoire.

De nouvelles données de l’Observatoire de rayons X Chandra de la NASA, et du XMM-Newton de l’ESA, récemment analysées par des chercheurs de l’Université de Leicester (Royaume-Uni), témoignent d’une agression en cours à 250 millions d’années-lumière. L’assaillant est un trou noir 400 000 fois plus massif que le Soleil, et la victime une étoile, dont il ne reste aujourd’hui que le noyau.

Une rencontre (quasi) fatale

Tout a commencé lorsqu’une géante s’est approchée un peu trop près de l’ogre cosmique. Une fois piégée par son attraction gravitationnelle, l’étoile s’est faite peu à peu dépouillée de ses couches externes gonflées à l’hélium. Habituellement, ce genre d’attaque est fatal pour une étoile, mais il semblerait que celle-ci ait pu en réchapper. Du moins pour un temps.

Ancienne géante, cette étoile n’est aujourd’hui plus qu’une naine blanche (masse de seulement deux dixièmes de la masse du Soleil), prise dans une orbite elliptique autour du trou noir. Elle en fait désormais le tour une fois toutes les neuf heures.

Ainsi, trois fois par jour environ, la naine blanche se rapproche à nouveau de son agresseur (pas plus de 15 fois le rayon de l’horizon des événements – le point de non-retour – enroulant le trou noir), y laissant à chaque fois un peu plus de matière. Chaque petite ponction entraîne alors la libération d’une rafale de rayons X que Chandra et XMM-Newton peuvent détecter (comme ci-dessous).

trou noir
Illustration de ces rafales de rayons X enregistrées toutes les neuf heures. Rayons X: NASA / CXO / CSIC-INTA / G.Miniutti et al. Crédits : NASA / CXC / M. Weiss;

Quel avenir pour la naine blanche ?

Andrew King, principal auteur de l’étude, suppose que des ondes gravitationnelles sont générées lors des rencontres successives entre les deux objets. L’effet combiné de ces ondes avec une perte de masse progressive de la naine blanche laisse à penser que son orbite va s’élargir au fil du temps, et que le taux de perte de masse va ralentir. Malgré tout, le combat semble déjà gagné d’avance.

« Elle (la naine blanche) s’efforcera de s’échapper, mais il n’y a pas d’échappatoire. Le trou noir la grignotera de plus en plus lentement, oui, mais il ne s’arrêtera jamais », explique Andrew King.

En principe, cette perte de masse devrait se poursuivre pendant des milliards d’années, au point que la naine blanche soit finalement tellement dépouillée qu’il ne restera plus qu’un objet de la masse de Jupiter. « Ce serait un moyen remarquablement lent et alambiqué pour que l’Univers façonne une planète! », ajoute l’astronome.

Les chercheurs ont découvert de nombreuses preuves témoignant de rencontres au cours desquelles des étoiles se faisaient complètement happées par des trous noirs, mais les cas d’objets qui en réchappent sont très rares. Cependant, ce type d’issue pourrait être plus fréquent qu’on ne le pense. « De telles rencontres pourraient être l’un des principaux moyens pour que les trous noirs de la taille de celui du GSN 069 se développent », conclut le chercheur.

Source