Disparition d’une étoile dans un trou noir supermassif

Un article publié dans le magazine Science vient de rapporter la première observation d’un événement très rare, la disparition d’une étoile dans un trou noir supermassif. L’événement a été détecté le 28 mars 2011 par le satellite gamma Swift, avant d’être analysé plus en détail par le télescope spatial Hubble et le satellite X Chandra. L’événement s’est produit dans la direction de la constellation du Dragon, dans une galaxie à 3,8 milliards d’années-lumière de nous.

La source de rayons gamma détectée par Swift, qui porte le charmant nom de Sw 1644+57, a d’abord été prise pour un sursaut gamma classique, mais deux caractéristiques la distingue. D’abord, la source émet encore des rayons gamma deux mois et demi après son apparition, alors que les sursauts classiques ne durent au plus que quelques secondes. Ensuite, la source se trouve directement au cœur d’une galaxie, alors que les sursauts classiques sont repartis au hasard dans n’importe quelle partie d’une galaxie. L’analyse des différentes observations de Sw 1644+57 montre que l’événement s’interprète comme une étoile qui se serait trop rapprochée d’un trou noir et aurait été absorbée par celui-ci.

La plupart des galaxies possèdent probablement en leur centre un trou noir supermassif. Dans ce cas particulier, la masse est estimée à environ 10 millions de fois celle du Soleil. Lorsqu’une étoile, attirée par la gravité, se rapproche de trop près, le champ gravitationnel très intense du trou noir étire et disloque le corps stellaire. Le gaz de l’étoile se répand alors autour du trou noir et peut former ce que l’on appelle un disque d’accrétion. Lorsque la matière de l’étoile tombe vers le trou noir, son énergie gravitationnelle se transforme en énergie thermique et peut produire un rayonnement très intense, ce qui explique les émissions observées dans les rayons X et gamma.

Un tel évènement est très rare. On estime que pour une galaxie donnée, une telle fin d’étoile ne se produit qu’une fois tous les 100 millions d’années. De plus, le rayonnement d’énergie n’est pas émis dans toutes les directions, mais se concentre dans deux jets étroits perpendiculaires au disque d’accrétion. Une telle observation est donc très rare, car nous ne pouvons détecter les rayons X et gamma que si la Terre se trouve par hasard dans l’axe des jets.

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