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Un trou noir surpris en train d’engloutir une étoile

Impression d'artiste d'un trou noir siphonnant le matériel d'une étoile. Crédit: ESO / L. Calçada

Un trou noir situé à environ 7 800 années-lumière de la Terre (neuf masses solaires) a récemment été surpris en train de manger une étoile voisine. Et l’objet n’avait pas mis sa serviette.

Une observation inédite

Des trous noirs avalent des étoiles tous les jours. C’est la raison pour laquelle ils sont si gros et si massifs. Le scénario est classique. Un objet s’approche un peu trop près et se retrouve happé par l’incroyable force gravitationnelle du trou noir. Celui-ci commence à siphonner le gaz de l’étoile. Un disque d’accrétion se forme alors, et en général, le trou noir se met à cracher des jets de plasma à grande vitesse depuis les pôles. Or ici, l’objet en question (V404 Cygni) en a mis partout. Les jets semblaient en effet tourner rapidement, tirant du trou noir dans différentes directions, « sur une échelle de temps de quelques minutes à quelques heures », peut-on lire dans la revue Nature.

« C’est l’un des systèmes de trous noirs les plus extraordinaires que j’ai jamais observé, explique dans un communiqué l’astronome James Miller-Jones, de la Curtin University en Australie. Ce qui est différent dans V404 Cygni, c’est que nous pensons que le disque de matériau et le trou noir sont mal alignés. Cela semble faire vaciller la partie interne du disque comme une toupie et projeter des jets dans différentes directions à mesure que l’orientation change ».

Trou noir
Vue d’artiste de la V404 Cygni en train de siphonner son étoile compagne. Crédits : ICRAR

Adapter la technique

Pour cette étude les astronomes expliquent s’être appuyés sur les données recueillies par le Very Long Baseline Array. Il s’agit d’un réseau de 10 antennes radio s’étendant depuis Hawaii jusqu’aux îles Vierges américaines. Ces instruments ont normalement besoin de plusieurs heures d’observation pour dépeindre exactement l’activité de l’objet ciblé. Or, les jets expulsés par ce trou noir changeaient si rapidement que ces heures d’observations n’ont pas suffi. L’image était trop floue.

« C’était comme essayer de prendre une photo d’une cascade avec une vitesse d’obturation d’une seconde », explique le chercheur. Pour corriger le problème, les astronomes expliquent avoir capturé 103 images exposées chacune pendant environ 70 secondes. La technique a finalement permis de révéler la partie la plus interne du disque d’accrétion (10 millions de kilomètres de long). « Ce n’est qu’en faisant cela que nous avons pu constater ces changements sur une très courte période ».

Pour expliquer le phénomène, les chercheurs soupçonnent que le trou noir a peut-être reçu une sorte de “coup de pied” cosmique, résultant de l’explosion d’une supernova proche. La force de l’explosion aurait alors pu déphaser le trou noir et son disque d’accrétion, entraînant l’expulsion des jets relativistes dans toutes les directions.

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