Des astronomes ont récemment observé un trou noir supermassif en train de consommer une étoile. L’ogre cosmique aurait déjà croqué une bouchée de cette étoile par deux fois. Un troisième acte serait également prévu l’année prochaine, ce qui offrirait une opportunité unique pour les scientifiques d’étudier la dynamique des trous noirs et leur interaction avec les étoiles voisines.
Qu’est-ce qu’un événement de perturbation des marées ?
Lorsque nous parlons d’un événement de perturbation des marées en relation avec un trou noir, nous faisons référence à l’effet intense que les forces gravitationnelles du trou noir exercent sur les objets qui s’en approchent. Ces forces peuvent causer des phénomènes fascinants et extrêmes.
Imaginez qu’un trou noir est comme une gigantesque dépression dans l’espace-temps avec une gravité si puissante qu’elle peut étirer et déformer les objets qui s’en rapprochent trop. Cette déformation est due à la différence de force gravitationnelle entre les parties proches et éloignées de l’objet.
Par exemple, si une étoile ou une planète s’approche trop près du trou noir, la force gravitationnelle à côté de la partie de l’objet la plus proche du trou noir sera beaucoup plus forte que celle à l’autre côté. Cette différence provoque un étirement extrême appelé spaghettification. L’objet peut se transformer en une longue et mince forme, comme des spaghettis, avant de se faire absorber par le trou noir.
Dans certains cas, l’objet peut être brisé avant d’être entièrement englouti. Les forces de marée du trou noir sont en effet si puissantes qu’elles peuvent faire éclater l’objet en morceaux plus petits. Ces derniers peuvent ensuite être aspirés vers le trou noir ou être dispersés dans l’espace, illuminant l’espace sous forme de rayons X et de lumière ultraviolette.
Ces phénomènes sont cruciaux pour les astrophysiciens, car ils fournissent des indices sur la nature des trous noirs et sur la manière dont ils interagissent avec leur environnement. Les observations de ces perturbations permettent de mieux comprendre les propriétés des trous noirs et les effets extrêmes de leur gravité.
Une étoile déchirée et régénérée
En 2018, les astronomes ont détecté un événement de perturbation par effet de marée dans un système situé à environ 860 millions d’années-lumière de la Terre. Désigné AT2018fyk, ce dernier aurait produit une lumière intense pendant environ 500 jours avant de s’atténuer. Les instruments de détection tels que NICER, Chandra et XMM-Newton ont confirmé que l’atténuation résultait de la fragmentation et de l’absorption presque totale de l’étoile par le trou noir. A priori, cela semblait être la fin de l’histoire, l’étoile ayant été complètement engloutie.
Cependant, la surprise est venue près de deux ans plus tard lorsque des rayons X et des rayons UV ont recommencé à émettre depuis le même emplacement. Ce revirement inattendu suggérait que l’étoile avait survécu à sa première rencontre et avait été projetée en orbite elliptique autour du trou noir. En raison de cette orbite excentrique, l’étoile était régulièrement ramenée près du trou noir, entraînant alors une nouvelle série de perturbations.
Une troisième rencontre prévue et son impact potentiel
L’observation des nouvelles émissions en août 2023 a révélé que le trou noir avait terminé son deuxième repas et se retirait. Les astronomes ont alors utilisé ces informations pour calculer la période d’orbite de l’étoile autour du trou noir, estimant qu’elle se rapprochait du trou noir tous les 1 300 jours, soit environ trois ans et demi. En utilisant ces données, l’équipe de recherche a formulé une nouvelle prédiction : un troisième épisode de perturbation stellaire pourrait débuter entre mai et août 2025 et durer environ deux ans.
Cette troisième rencontre pourrait offrir un spectacle fascinant pour les astronomes. Étant donné que l’étoile a déjà été partiellement consommée lors des deux premières rencontres, il est probable que ce troisième événement sera moins spectaculaire qu’un repas complet, car il reste moins de matière à déchirer. Néanmoins, il promet de fournir des données précieuses sur la dynamique des interactions entre les étoiles et les trous noirs supermassifs.
La recherche a été publiée dans la revue Astrophysical Journal Letters.
