Des chercheurs ont peut-être assisté à la naissance d'un trou noir

At2018cow au sein de la galaxie CGCG 137-068 environ 80 jours après son explosion © Raffaella Margutti/Northwestern University

L'équipe d'astrophysiciens de l'Université Northwestern dans l'Illinois a-t-elle assisté, en juin dernier, à la naissance d'un trou noir à plus de 200 millions d'années-lumière de la Voie Lactée ?

Surnommé La Vache, cet objet mystérieux situé dans la constellation d'Hercules a très rapidement émis une grande quantité de lumière pendant 16 jours pour ensuite s'éteindre aussi vite qu'il s'était illuminé. Alors étoile à neutrons, trou noir ? Les chercheurs s'apprêtent à lever le voile sur cet étrange phénomène.

Un événement d'une grande rareté

Le ciel septentrional s'est illuminé d'une lueur particulièrement étrange et spectaculaire le 16 juin dernier. Grâce à l'observatoire WM Keck de Maunakea à Hawaï et des télescopes jumeaux du projet ATLAS, les chercheurs ont réussi à repérer ce qui leur semblait être une supernova au départ.

Située à 200 millions d'années-lumière dans la galaxie naine CGCG 137-068, The Cow - La Vache dont la désignation exacte est AT2018cow - s'est très rapidement illuminée pour disparaître ensuite en un clin d'œil. Il lui aura en effet fallu seulement 16 jours pour disparaître presque entièrement, une période qui parait extrêmement courte comparée aux les phénomènes qui ont lieu habituellement dans l'univers. Une « anomalie » qui soulève une multitude d'interrogations et qui a suscité un très fort intérêt de la part de la communauté scientifique internationale, d'autant plus que The Cow était anormalement lumineuse, de 10 à 100 fois une supernova classique.

La naissance de The Cow en trois clichés. Sur le 1er, le point vert montre l'emplacement où le phénomène se produira. Sur le deuxième cliché The Cow a pratiquement atteint son pic lumineux maximal bien plus puissant que la luminosité de sa galaxie. A droite, The Cow environ un mois après son explosion © Daniel Perley, Liverpool John Moores University

Les chercheurs de l'Université Northwestern pensent aujourd'hui avoir assisté à la naissance d'un trou noir ou d'une étoile à neutrons après l'effondrement d'une étoile massive. Rafaëlla Margutti, professeur à la Northwestern University a déclaré : « Nous savons théoriquement que des trous noirs et des étoiles à neutrons se forment lorsqu'une étoile meurt, mais nous ne les avions jamais vus juste après leur naissance. Jamais ».

L'astrophysicienne a en effet eu recours à plusieurs grands observatoires pour mener l'enquête et présenter ses conclusions lors d'une réunion de l'American Astronomical Society. Les résultats de cette étude sont d'ailleurs à paraître prochainement dans la revue The Astrophysical Journal.

Une grande première pour le monde de l'astrophysique

Après la découverte du phénomène par ATLAS, les chercheurs se sont penchés sur d'autres types d'observatoires et ont pu continuer d'observer The Cow (même après qu'elle ait disparu) grâce aux rayons X durs, aux ondes radio et rayons gamma, avec le réseau de télescopes de spectroscopie nucléaire de la NASA (NuSTAR), le laboratoire à rayons gamma INTEGRAL de l'ESA, mais aussi, entre autres, le XMM-Newton.

Habituellement, la grande masse de matériaux entourant un trou noir rend l'observation particulièrement difficile. Cette fois-ci, les chercheurs ont eu la chance de pouvoir scruter directement le rayonnement du « réacteur central » de l'objet, car 10 fois moins de masse éjectée tournait autour de The Cow comparé à une explosion stellaire typique.

L'analyse de la composition de ce réacteur central a permis de déterminer qu'il ne s'agissait pas ici d'une collision entre deux objets, mais bel et bien d'un trou noir ou d'une étoile à neutrons. En outre, comme le souligne Rafaëlla Margutti, « c'est l'objet transitoire le plus proche de ce type que nous ayons jamais trouvé ». Elle ajoute : « 200 millions d'années-lumière sont proches pour nous », les conditions d'observation étaient donc toutes réunies pour assister à un spectacle hors-norme.

L'observation de ce phénomène est une grande première dans l'histoire de l'astrophysique, l'intérêt et les collaborations qu'il a suscités pourraient grandement aider les scientifiques à étudier et repérer plus rapidement les objets transitoires de ce type.

Source : Northwestern University