Une équipe de Weizmann prouve que les supernovae donnent naissance aux trous noirs

Aucune lumière ne peut échapper aux trous noirs, des étoiles mortes étant compactées à une densité si élevée que leur attraction est littéralement irrésistible. Cependant, des chercheurs d’une université israélienne affirment avoir réussi à dévoiler la première preuve directe de l’objet mystérieux laissé derrière lui par l’explosion d’une étoile, ou supernova.

Cette percée, publiée dans le journal scientifique Nature, confirme la suspicion de longue date selon laquelle les trous noirs et les étoiles à neutrons, un autre objet ultra-dense, sont créés à la suite de l’explosion de géantes étoiles, selon l’auteur principal Ping Chen, chercheur post-doctoral à l’Institut Weizmann des sciences à Rehovot.

« Les chercheurs ont longtemps cru qu’un reste compact est produit au centre de l’explosion d’une étoile massive, mais un lien direct entre les explosions de supernovae et les objets compacts nouvellement formés a été difficile à établir », a déclaré Chen dans un communiqué de l’université. « Dans ce travail, nous établissons un tel lien direct. »

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Chen, qui travaille dans le laboratoire du professeur Avishay Gal-Yam, et une équipe internationale, ont réussi à observer un cas rare où le compagnon d’une étoile massive a réussi à survivre à la mort violente de son partenaire, ou supernova.

Des preuves de l’interaction continue du survivant avec son ancien partenaire ont montré qu’un vestige super-compact était toujours présent.

Un objet est appelé compact lorsque sa densité, mesurée comme le rapport de la masse de l’objet à son volume, est particulièrement élevée. L’étoile à neutrons est tellement dense qu’une « cuillerée de son matériau pèserait autant que le mont Everest », selon le Weizmann. Plus dense encore est le trou noir, dont la gravité est si forte que même la lumière est engloutie par lui, rendant l’observation directe impossible.

Une supernova laisse derrière elle un objet compact dans un système binaire. (Avec l’aimable autorisation de Weizmann/ESO)

La supernova, baptisée SN2022jli, a été découverte en mai 2022 dans une galaxie située à quelque 75 millions d’années-lumière. À l’aide du Très Grand Téléscope de l’Observatoire européen austral, l’équipe a observé l’interaction continue du système binaire, au cours de laquelle les matériaux expulsés lors de l’explosion ont fait gonfler l’atmosphère d’hydrogène de l’étoile compagnon, a indiqué l’université.

Lorsque le vestige traversait l’atmosphère gonflée, les chercheurs pouvaient voir que l’hydrogène était aspiré par ce qui ne pouvait être qu’un trou noir ou une étoile à neutrons.

En 2002, des astronomes de l’Agence spatiale européenne ont observé un trou noir se déplaçant à 400 000 kilomètres à l’heure, soit quatre fois la vitesse habituelle. Les chercheurs ont attribué cette vitesse à une supernova antérieure qui avait tiré sur le trou noir comme un canon, fournissant ce qui a été présenté comme le « chaînon manquant » entre les supernovae et les objets compacts.