Ce trou noir "dormant" orbite calmement avec son étoile compagnon

Eric Bottlaender
Spécialiste espace
03 août 2022 à 15h07
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Vue d'artiste trou noir dormant étoile géante bleue © ESO/L. Calçada
Vue d'artiste de ce trou noir (représenté ici bien plus gros qu'il ne l'est en réalité) à côté d'une étoile bleue supermassive. Crédits : ESO/L.Calçada

En utilisant les données du Very Large Telescope, une équipe scientifique a montré qu'une étoile géante bleue orbitait avec un trou noir « dormant ». Une première hors de la Voie Lactée, qui conforte l'idée que de nombreuses étoiles en fin de vie peuvent s'effondrer en trou noir bien discret.

Mais aussi un casse-tête pour prouver qu'il s'agit bien d'un trou noir.

Cache-cache galactique

Cette découverte est l'équivalent de « trouver une aiguille dans une botte de foin », pour reprendre les propos de l'auteur principal de l'étude, le chercheur Tomer Shenar (Université de KU Leuven, en Belgique). Toutefois, ce dernier cherchait bien des étoiles du Grand Nuage de Magellan accompagnées de trous noirs « dormants » !

Son équipe et lui ont étudié patiemment 1 000 étoiles en remontant dans les jeux de données du Very Large Telescope (de l'ESO, au Chili) jusqu'à 2008. Jusqu'à trouver VFTS 243, une étoile géante bleue, d'au moins 25 masses solaires… qui exhibait des mouvements prouvant qu'elle avait un compagnon. Sauf que cela ne pouvait être une planète et qu'il n'y avait pas trace d'une autre étoile. Alors, un trou noir ?

L'équipe n'a pas foncé vers cette conclusion : T. Shenar et son équipe font généralement partie des sceptiques, qui ont tendance à prouver que certaines « grandes découvertes » n'en sont pas. Ils ont donc été patients, et ont fait appel à d'autres chercheurs.

Une équipe très prudente

En caractérisant mieux le spectre de l'étoile bleue, ils ont pu affiner l'identification de son compagnon. Qui ne pouvait finalement être ni une naine rouge ou brune, ni une étoile à hélium (bleue), ni deux petites étoiles… mais l'équipe a tout de même vérifié en mettant en place des simulations. Un travail qui a pris six ans !

Il faut préciser qu'un trou noir dit « dormant » n'est pas aisé à identifier : il n'émet que très peu de rayons X et ne passe peut-être même pas par une explosion en supernova, l'étoile subissant un effondrement direct. Il y a encore débat sur ce dernier point, tant il s'agit d'un domaine récent dans lequel les scientifiques font encore face à quelques inconnues. Reste que ce trou noir ne peut être remarqué que grâce à un éventuel compagnon, comme dans le cas de VFTS 243 !

Un événement commun ?

Pour les astrophysiciens, cette découverte dans une autre galaxie que la Voie Lactée pourrait amener à reconsidérer les différents scénarios de fin de vie des étoiles. En effet, cet effondrement pourrait être commun (ou peut-être commun pour les étoiles les plus grandes)… mais pour le prouver, il va falloir trouver d'autres exemplaires de trous noirs dormants ! La chasse est ouverte.

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cid1
Sur la première photo on le voit bien le trou noir, grâce à l’effet de lentille gravitationnelle qu’il provoque sur son étoile compagnon, mais bon ce n’est qu’une vue d’artiste.<br /> C’est très beau, ça donne une « bouche » à l’étoile compagnon…
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