Sous les yeux ébahis des astronomes, l’étoile ASASSN-14li se fait déchiqueter par un trou noir. Observatoires au sol et télescope en orbite l’ont surprise.

OBSERVATION. C`est une expérience unique que tout astrophysicien aimerait connaître un jour : voir comment un trou noir avale une étoile ! Une équipe internationale de chercheurs américains, néerlandais et britanniques a eu la chance d’être témoin du moment précis où l’étoile déchiquetée envoie dans l’espace un jet de plasma – ce gaz chaud et ionisé qui forme l’intérieur des étoile. Le récit de cette observation vient d’être publié dans la revue Science du 26 novembre 2015. Pour la première fois un tel événement a pu être suivi dans plusieurs longueurs d’onde : visible, grâce au télescope d’Hawaï, en radio, grâce à l’observatoire du Nouveau-Mexique et dans le domaine des rayons X, à l’aide du télescope spatial Chandra de la Nasa.

Quand une galaxie proche s’embrase

L’événement a eu lieu dans une galaxie proche, située à 300 millions d’années-lumière de nous. Son centre, comme celui de quasi toutes les galaxies est le siège d’un trou noir supermassif, un de ces astres très denses dont la masse équivaut à des millions de fois celle du Soleil. Un tel astre engloutit toute la lumière et la matière qui passe à sa proximité. Mais comment et sous quelle forme ? Pour répondre à cette question, les astrophysiciens multiplient modèles théoriques, simulations numériques et observations. Le gaz et la poussière attirés par ce monstre forment un disque d’accrétion autour du trou noir où la température atteint des milliers de degrés et où la matière décrit des trajectoires en spirale avant de finir dans la gueule du monstre. C’est aussi ce disque qui émet un flot de rayons de hautes énergies, comme les rayons X et Gamma et qui signale la présence du trou noir, lui-même invisible puisqu’il n’émet pas de lumière.

Un jet de plasma très lumineux

Mais que se passe-t-il lorsqu’une étoile de masse solaire s’en rapproche ? L’attraction gravitationnelle du trou noir s’exerce différemment d’un bord à l’autre de l’étoile et provoque un tiraillement interne, que l’on appelle "effet de marée" en référence au mécanisme en œuvre dans les marées terrestres. Or, sous l’effet de ce tiraillement, il arrive que l’enveloppe de l’étoile rompe. Cette violente rupture très rapide expulse dans l’espace un jet de plasma à des vitesses proches de la lumière. Sa température très élevée – plusieurs milliers de degrés – et sa vitesse d’éjection provoquent un surcroit soudain de luminosité… dont le profil est bien différent de celui du disque d’accrétion autour d’un trou noir. La rapidité de ce phénomène explique pourquoi il n’avait jamais été totalement observé. C’est maintenant chose faite!

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