Des scientifiques israéliens voient une étoile survivre à sa rencontre avec un trou noir

Des chercheurs de l’université de Tel Aviv et une équipe internationale de scientifiques ont documenté le premier cas connu d’une étoile ayant survécu non pas une, mais deux fois à une rencontre destructrice avec un trou noir supermassif, une découverte qui bouleverse les fondements de l’astrophysique moderne.

Cette observation, récemment publiée dans la prestigieuse revue The Astrophysical Journal Letters, révèle une éruption survenue à l’endroit même où un événement similaire avait été observé deux ans plus tôt. Cette éruption, baptisée AT 2022dbl, s’est produite lorsqu’une étoile s’est approchée d’un trou noir sans être entièrement consumée, contrairement à ce que les astrophysiciens avaient initialement prévu.

« L’étoile n’a jamais été complètement détruite, elle a en réalité survécu », a déclaré au Times of Israel le Pr. Iaïr Arcavi, membre du département d’astrophysique de l’université de Tel Aviv et directeur de l’observatoire Wise à Mizpe Ramon, qui a supervisé l’étude.

« C’est la première fois que nous voyons cela se produire à l’échelle humaine. L’étoile est revenue. »

La Dr. Lydia Makrygianni, ancienne chercheuse postdoctorale à l’université de Tel Aviv, aujourd’hui à l’université de Lancaster au Royaume-Uni, a dirigé l’étude. Le Pr. Ehud Nakar, président du département d’astrophysique, ainsi que les étudiantes de l’université de Tel Aviv Sara Faris et Yael Dgany, ont également contribué à cette étude.

« Cette recherche bouleverse notre conception des trous noirs », a déclaré Arcavi.

L’étoile met 700 jours pour orbiter autour du trou noir

Arcavi a expliqué que l’étoile AT 2022dbl effectuait une orbite autour du trou noir, un peu comme la Terre autour du Soleil.

Il s’agit d’une orbite elliptique d’une durée d’environ 700 jours. Cette fois-ci, lorsqu’elle est arrivée dans la partie la plus proche de l’orbite, une partie a été « disloquée » et aspirée par le trou noir.

« Peut-être que ce que nous avons vu la deuxième fois, c’est que tout a été disloqué », a déclaré Arcavi.

« Nous ne le saurons pas avant de voir s’il y a une troisième fois début 2026. Peut-être que toutes ces éruptions, que nous essayons de comprendre depuis une dizaine d’années comme des dislocations stellaires complètes, ne sont pas ce que nous pensions. »

Un trou noir : là où même la lumière ne peut s’échapper

Les astronomes savent depuis longtemps qu’au centre de presque toutes les galaxies se trouve un trou noir supermassif dont la masse est des millions, voire des milliards de fois supérieure à celle de notre Soleil. Ces géants cosmiques, y compris celui qui se trouve au cœur de notre propre Voie lactée, façonnent leurs galaxies hôtes d’une manière qui n’est pas encore entièrement comprise.

Un trou noir est une région de l’espace où la gravité est si forte que même la lumière ne peut s’en échapper. L’un des outils les plus puissants et les plus rares dont disposent les scientifiques pour étudier ces trous noirs sont les « événement de rupture par effet de marée » (TDE), au cours desquels une étoile s’approche d’un trou noir.

La matière provenant de l’étoile détruite spirale vers le trou noir, atteignant des températures extrêmes et émettant un intense rayonnement. De tels événements offrent un aperçu temporaire mais éclairant du comportement mystérieux des trous noirs.

Cependant, les observations réalisées par les astronomes lors de nombreuses éruptions de ce type au cours de la dernière décennie ne correspondent pas à leurs attentes. Les éruptions sont systématiquement plus faibles et plus froides que ne le prédisaient les modèles théoriques.

« Nous allons devoir revoir notre interprétation de ces éruptions et de ce qu’elles peuvent nous apprendre sur les monstres cachés au centre des galaxies », a déclaré Arcavi.

Comment se forment les trous noirs ?

Il a fait remarquer que les centres des galaxies sont extrêmement denses en étoiles.

« La Terre est un peu comme la banlieue de notre galaxie, mais le centre-ville, le cœur même, est très animé, très peuplé, et il abrite un trou noir supermassif en son centre, où se déroulent de nombreux phénomènes que nous ne comprenons pas. »

L’astronome a posé des questions qui restent encore sans réponse.

« Comment ces trous noirs se forment-ils au départ ? Comment influencent-ils les étoiles qui les entourent ? », s’est-il interrogé.

« Nous savons que cela affecte d’une manière ou d’une autre l’ensemble de la galaxie, car nous observons une très forte corrélation entre la taille des galaxies et la masse des trous noirs situés en leur centre. »

Les galaxies plus grandes ont des trous noirs plus grands, et les galaxies plus petites ont des trous noirs plus petits.

Les astronomes savent que lorsqu’une étoile massive arrive en fin de vie et s’effondre, elle peut se transformer en trou noir, et que ce trou noir aura « une masse équivalente à environ dix fois celle du soleil », a expliqué l’astronome.

« Nous pensions voir des étoiles se déchirer au centre des galaxies et nous pensions que cela signifiait la perte totale de l’étoile », a-t-il ajouté.

« Mais cette étoile n’a été que partiellement détruite, ce qui aide à résoudre certaines énigmes et nous en apprend davantage sur les trous noirs. »