Trou noir avalant une étoile

Trou noir avalant une étoile

Au centre d'une galaxie située dans la constellation du Dragon, la matière d'une étoile, accélérée par le champ gravitationnel d'un trou noir, a produit de puissantes émissions électromagnétiques dans la gamme des rayons X. Ces rayons X ont été captés par le satellite Swift. Le trou noir d'environ 3 millions de fois la masse du Soleil est deux fois plus massif que celui de notre Galaxie. Le cœur de l'étoile, située à 2,7 milliards d’années-lumière, se désintègre peu à peu et sa matière, principalement de l'hélium, est arrachée par la force gravitationnelle gigantesque du trou noir. L'enveloppe d'hydrogène qui constituait son atmosphère a certainement été arrachée lors d'un précédent passage aux abords du trou noir.
Les trous noirs sont des objets massifs dont le champ gravitationnel est si intense, qu’il empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’en échapper. Les trous noirs sont décrits par la théorie de la relativité générale. Lorsque le cœur de l'étoile morte est trop massif pour devenir une étoile à neutrons, il se contracte inexorablement jusqu'à former cet objet astronomique mystérieux, qu'est le trou noir. Les trous noirs stellaires ont une masse de quelques masses solaires à des milliards de masses solaires. Ils naissent à la suite de l’effondrement gravitationnel du résidu des étoiles massives. Un homme prédisait déjà au 18ème siècle, l'existence d'étoiles sombres, le physicien, astronome et géologue britannique, John Michell (1724-1793). Dans ses notes il écrit que lorsqu'une étoile devient trop massive, elle attire la lumière sous l'influence de sa force gravitationnelle. Cependant comme ses calculs donnent une densité de l'étoile correspondant à 18 milliards de tonnes dans un cm3, il conclut que cela ne peut pas exister. Aujourd'hui, la théorie des trous noirs, stipule qu'il s'agit d'objets si denses que leur vitesse de libération est supérieure à la vitesse de la lumière. La lumière ne peut donc vaincre la force gravitationnelle de surface et reste prisonnière. La théorie définit également avec précision l'intensité du champ gravitationnel d'un trou noir. Elle est telle qu'aucune particule franchissant son horizon, frontière théorique, ne peut s'en échapper.

Image : Le rendu de cet artiste illustre de nouvelles découvertes sur une étoile déchiquetée par un trou noir. Lorsqu'une étoile s'approche trop près d'un trou noir, d'intenses forces de marée déchirent l'étoile. Lors de ces événements, appelés «perturbations de marée», certains des débris stellaires sont projetés vers l'extérieur à grande vitesse tandis que le reste tombe vers le trou noir. Cela provoque une poussée de rayons X distincte qui peut durer quelques années. L'observatoire de rayons X Chandra de la NASA, Swift Gamma-ray Burst Explorer et XMM-Newton de l'ESA/NASA ont collecté différentes pièces de ce puzzle astronomique lors d'un événement de perturbation des marées appelé ASASSN-14li, qui a été trouvé lors d'une recherche optique par le All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN) en novembre 2014. L'événement s'est produit près d'un trou noir supermassif dont on estime qu'il pèse quelques millions de fois la masse du Soleil au centre de PGC 043234, une galaxie située à environ 290 millions d'années-lumière. Les astronomes espèrent trouver plus d'événements comme ASASSN-14li pour tester des modèles théoriques sur la façon dont les trous noirs affectent leur environnement.

Sagittarius A, notre trou noir

La Voie lactée est la région centrale de notre Galaxie.
Sur l'image infrarouge ci-contre on voit le centre exact de notre Galaxie, connue sous le nom de Zone Moléculaire Centrale et en violet, l’arc radio du centre galactique. Un certain nombre de nébuleuses par émission sont visibles grâce aux jeunes étoiles massives qui les éclairent de l'intérieur. Comme presque toutes les galaxies, elle abrite en son centre, un trou noir. Ce trou noir, de plusieurs millions de masses solaires, se nomme Sagittarius A.
Notre Soleil est beaucoup trop loin du centre galactique pour être avalé, bien d'autres étoiles, objets ou nuage de poussières le seront avant nous.

Image : Sur cette image, on voit le centre exact de notre galaxie, connue sous le nom de Zone Moléculaire Centrale et en violet, l’arc radio du centre galactique. Outre son intérêt scientifique, cette image a remporté le premier prix du concours photographique de l’AUI/NRAO de l’année 2008. crédit: A. Ginsburg (U. Colorado - Boulder) et al., équipe BGPS, équipe GLIMPSE II.