Spektr-RG a pour la première fois suivi le rapprochement d’une étoile avec un trou noir extragalactique

Image d'artiste du télescope spatial Spektr-RG.

L'observatoire orbital russo-allemand "Spektr-RG" a pour la première fois suivi les rafales répétitives de rayons X qui se produisent lorsqu'une étoile s'approche d'un trou noir supermassif situé dans une galaxie lointaine.

Cela a été annoncé jeudi par le service de presse de l'Institut allemand de physique extraterrestre (MPE).

"Selon nos estimations, une étoile en orbite autour d'un trou noir supermassif dans la galaxie J0456-20 a perdu environ 5 %, 1,5 % et 0,5 % de la masse du Soleil lors de ses trois dernières approches de cet objet. Ces pertes de masse sont assez faibles, grâce à laquelle l'étoile a pu survivre à plusieurs de ces rencontres avec un trou noir", a expliqué Adam Maglyali, chercheur au MPE (Allemagne), cité par le service de presse de l'institut.

Les astronomes se demandent depuis longtemps si les trous noirs supermassifs qui existent dans les galaxies proches et lointaines ont des compagnons stellaires. Les observations d'éclairs de lumière qui se produisent lorsque des étoiles s'approchent de ces objets peuvent potentiellement être utilisées pour déterminer la masse des trous noirs, ainsi que pour tester la théorie de la relativité d'Einstein et mener de nombreuses autres expériences astrophysiques.

Malliali et ses collègues d'Europe, de Chine, d'Afrique du Sud et d'autres pays étrangers ont été les premiers témoins de tels cataclysmes lors d'observations du ciel nocturne, qu'ils ont effectuées à l'aide du télescope à rayons X eROSITA installé à bord de l'observatoire orbital Spektr-RG. Jusqu'à son arrêt en mars 2022, cet instrument a continuellement travaillé pour compiler la carte de rayons X la plus détaillée de l'univers.

Trou noir et étoile

Lorsque les scientifiques ont commencé à analyser les images prises avec eROSITA dans le cadre de ce projet, leur attention a été attirée sur la galaxie sombre J0456-20, située dans la constellation du Lièvre, à environ 1 milliard d'années-lumière de la Voie lactée. Cet objet était considéré dans le passé comme une galaxie "endormie", cependant, les images en provenance de Spektr-RG ont indiqué que la galaxie J0456-20 a généré plusieurs fois de puissants flashs de rayons X, ce qui a augmenté la luminosité de la lueur de cet objet d'environ 100 fois.

En règle générale, les sursauts de rayonnement de ce type résultent généralement de la destruction d'étoiles sous l'influence de l'attraction des trous noirs, mais dans ce cas, des sursauts d'ondes de rayons X se sont répétés tous les 223 jours. Cela a obligé les scientifiques à étudier en détail la structure du spectre des éruptions et leurs autres propriétés, ainsi qu'à suivre les "réveils" de J0456-20 à l'aide de radiotélescopes au sol.

Ces calculs et observations ont indiqué que ces sursauts de rayons X étaient générés par une étoile assez grande qui s'approchait périodiquement du trou noir supermassif à une distance dangereusement proche. Comme le suggèrent les scientifiques, l'attraction d'un trou noir arrache une partie des coquilles extérieures de l'étoile à chaque approche de ces objets, ce qui génère un puissant flash de rayons X et entraîne une diminution de la masse de l'étoile.

Jusqu'à présent, les scientifiques ne peuvent pas dire exactement comment se déroulent les interactions entre une étoile et un trou noir et quelles conséquences finales elles entraîneront. Les observations de suivi de J0456-20, espèrent Magliali et ses collègues, aideront les astronomes à comprendre ce qui arrive aux coquilles externes déchirées de l'étoile et à quelle fréquence d'autres trous noirs peuvent interagir de manière similaire avec les étoiles voisines.

Source: TASS; Crédit d'illustration: Roscosmos