Cette étoile a été transformée en donut par un trou noir géant !

Flirter avec un trou noir, ce n'est pas conseillé. Parce que même s'il n'est pas du genre dragueur chasseur, le trou noir ne refuse jamais les avances d'une belle demoiselle qui s'offre à lui. Ainsi, lorsqu'une étoile s'approche, elle est rapidement prise au piège de la gravité du trou noir et ne peut plus reculer. Elle subit alors ce que les astronomesastronomes appellent un événement de rupture par effet de marée. L'étoile est littéralement déchirée puis dévorée par le trou noir. Et le monstre « recrache » alors d'intenses rayonnements. Un peu comme s'il éructait après un copieux repas cosmique.

Au fil des années et à l'aide de différents instruments, les astronomes ont déjà pu observer une centaine de ces événements de rupture par effet de marée. Mais celui dont nous parlent aujourd'hui des chercheurs de la Nasa est un peu particulier. Parce qu'il a été observé dans le domaine des ultraviolets, « un domaine qui peut nous apprendre beaucoup ». Alors que la plupart des événements de rupture par effet de marée sont toujours observés dans le domaine des rayons Xrayons X.

C'est d'abord le All-Sky Automated Survey for SupernovaeSupernovae -- dont la mission est justement de surveiller le ciel en quête d'événements transitoires -- qui a repéré, en mars 2021, le rot caractéristique des événements de rupture par effet de marée. Un flashflash de rayonnement à haute énergie émis depuis le cœur d'une galaxiegalaxie baptisée ESOESO 583-G004. Sa relative proximité -- l'événement s'est produit à quelque 300 millions d'années-lumièreannées-lumière de la Terre -- et son intensité ont permis aux astronomes de la Nasa d'envisager alors de l'étudier à l'aide du spectrographespectrographe ultravioletultraviolet dont est équipé le télescope spatial Hubbletélescope spatial Hubble.

Cette illustration montre les étapes qui ont mené l’étoile à être transformée en donut cosmique par un trou noir. 1. Une étoile passe près d’un trou noir supermassif au centre d’une galaxie. 2. Ses gaz extérieurs sont attirés par le champ gravitationnel du trou noir. 3. L’étoile est déchiquetée par les forces de marée. 4. Les restes de l’étoile sont attirés dans un anneau en forme de donut. Ils finiront par tomber dans le trou noir, libérant une énorme quantité de lumière et de rayonnement à haute énergie. © Nasa, ESA, Leah Hustak (STScI)

Nouvelle vue sur le repas d’un trou noir

Alors qu'à l'accoutumée, les événements de rupture par effet de marée sont surtout étudiés à leur déclenchement, lorsqu'ils sont très brillants, les chercheurs ont ici pu observer AT2022dsb assez tôt dans son histoire et sur un temps bien plus long. Car l'idée de l'équipe, justement, est d'observer les événements de rupture par effet de marée sur une année entière. De quoi bien voir évoluer le taux d'accrétionaccrétion -- comprenez, la vitessevitesse à laquelle l'étoile est engloutie par le trou noir supermassiftrou noir supermassif. Et confronter ensuite les prévisions des modèles à ces nouvelles observations.

Cette fois, les astronomes ont donc vu le taux d'accrétion chuter jusqu'à faire ressembler le trou noir à un drôle d'oiseauoiseau qui ramasse des miettes. Et ils interprètent aujourd'hui les données spectroscopiques de Hubble comme provenant d'une région gazeuse très brillante, chaude et... en forme de donut. Le reste de ce qui était autrefois une étoile. Une région désormais de la taille de notre Système solaire et qui tourbillonne autour du trou noir.

C'est du bord de ce donut que les astronomes ont recueilli des données, « d'un endroit passionnant, à la limite de ce que nous connaissons et de ce que nous ne connaissons pas ». De quoi leur permettre déjà de confirmer que les trous noirs se nourrissent un peu comme des cochons. Avec des restes d'étoile qui sont éjectés par des ventsvents stellaires. Ces derniers balaient la surface du donut cosmique à des vitesses folles. De l'ordre de 30 millions de kilomètres par heure, soit environ 3 % de la vitesse de la lumière.