Déjeuner d’un trou noir: spaghettis stellaires

Déjeuner d’un trou noir: spaghettis stellaires

Les astronomes l’appellent «spaghettification», et ce n’est pas une bonne idée: c’est ce qui se passe lorsque vous vous aventurez trop près d’un trou noir et que vous tombez dedans. puis vos lambeaux encerclent le trou noir jusqu’à ce qu’ils se heurtent et se cognent.

En revanche, l’énergie libérée par votre longue chute et l’écrasement de ce qui était autrefois vos atomes pourrait produire un flash – un bûcher funéraire cosmique, si vous voulez – cela peut être vu à travers l’univers.

Dans un cas rapporté la semaine dernière , c’était simplement une étoile anonyme dans une galaxie lointaine qui a rencontré sa perte. Grâce à la chance et à la vigilance toujours croissante du ciel, le monde entier regardait l’étoile descendre.

«En effet, c’était tout un festin», a déclaré Matt Nicholl, astrophysicien à l’Université de Birmingham en Angleterre dans un courriel. Il a dirigé une équipe d’astronomes qui a décrit cette apocalypse stellaire dans les notices mensuelles de la Royal Astronomical Society lundi.

«Ce trou noir était un mangeur en désordre», a ajouté Kate Alexander de l’Université Northwestern et membre de l’équipe du Dr Nicholl, dans un courriel. En fin de compte, a-t-elle dit, seule la moitié environ de l’étoile a été consommée par le trou noir. Le reste de son matériau désintégré a été soufflé vers l’extérieur dans l’espace à une vitesse vertigineuse de quelques pour cent de celle de la lumière.

L’excitation a commencé le 19 septembre 2019, lorsque l’installation transitoire de Zwicky, un télescope sur Palomar Mountain en Californie, et d’autres réseaux de surveillance céleste ont détecté une éruption au centre d’une galaxie à 215 millions d’années-lumière de Terre dans la constellation d’Eridanus.

La fusée éclairante avait les caractéristiques d’un événement de perturbation des marées, le nom technique pour quand un trou noir déchire une étoile en lambeaux et la mange.

Les astronomes se sont précipités vers leurs télescopes terrestres et spatiaux pour surveiller AT2019qiz, comme la fusée éclairante a été nommée. («AT» signifie «transitoire astronomique».)

Au cours des semaines suivantes, la fusée éclaircit rapidement. À son apogée, il dégageait environ un milliard de fois plus d’énergie que notre soleil. Au cours des cinq mois suivants, la poussée s’est lentement estompée.

Le résultat était un look unique et multidimensionnel – basé sur les émissions radio, les rayons X et les rayons gamma ainsi que des observations de lumière visible à l’ancienne – aux complexités de la mort par trou noir.

Les trous noirs sont des nids-de-poule gravitationnels dans l’espace-temps prédits par la relativité générale, la théorie de la gravité d’Albert Einstein . Ils sont si profonds et denses que rien, pas même la lumière, ne peut leur échapper. Notre galaxie de la Voie lactée, et probablement la plupart des galaxies, sont jonchées de trous noirs produits lorsque des étoiles massives sont mortes et se sont effondrées sur elles-mêmes. De plus, chaque galaxie semble avoir en son cœur une version surdimensionnée de l’un de ces monstres des millions ou des milliards de fois plus massif que le soleil .

«Nous savons que la plupart des galaxies ont un trou noir supermassif en leur centre», a écrit le Dr Alexander dans un courriel. “Mais nous ne comprenons toujours pas exactement comment ces trous noirs sont devenus aussi grands qu’ils le sont, ni comment ils façonnent leurs galaxies hôtes.” L’étude des perturbations stellaires, a-t-elle déclaré, pourrait aider à comprendre comment ces trous noirs se nourrissent, se développent et interagissent avec leur environnement.

Le trou noir de la galaxie d’Eridanus pèse environ un million de masses solaires. Tel que reconstruit par le Dr Nicholl et son équipe, une étoile de la taille et de la masse de notre propre soleil a erré dans le centre de la galaxie et s’est approchée trop près – à environ 100 millions de kilomètres – du trou noir.

C’est à peu près la distance entre la Terre et le soleil. À ce stade, l’attraction gravitationnelle du trou noir a dépassé l’attraction gravitationnelle du noyau de l’étoile, et l’étoile a été «spaghettifiée» en un long ruisseau autour du trou. Finalement, le ruisseau s’est enroulé tout autour du trou noir et est entré en collision avec lui-même, «c’est à ce moment que le trou noir a commencé à l’aspirer», a déclaré le Dr Nicholl.

Il a ajouté: «Si vous deviez imaginer le soleil étiré en un mince ruisseau et se précipitant vers nous, c’est ce que le trou noir a vu.»

Les astronomes ont documenté d’autres perturbations du trou noir récemment , mais de tels événements se produisent rarement si près à notre propre galaxie, et leur dynamique interne est souvent obscurcie par la poussière et le gaz soulevés par la collision fatale. Dans ce cas, les astronomes ont pu voir derrière ce rideau et observer qu’il était fait de morceaux de l’étoile déchiquetée.

«Parce que nous l’avons attrapé tôt, nous avons pu voir le rideau de poussière et de débris se dresser alors que le trou noir lançait une puissante sortie de matière», a déclaré le Dr Alexander.

La plupart de la lumière qu’ils ont vue provenait de ce matériau, qui était soufflé dans l’espace à une vitesse d’environ 6 000 miles par seconde. Des études spectrales ont indiqué que le matériau s’écoulant vers l’extérieur du trou noir était identique à ce qui tombait – preuve qu’il s’agissait de miettes de l’étoile maladroitement mangée.

La fusée éclairante AT1910qiz pourrait servir de «pierre de Rosette» pour comprendre d’autres événements de déchiquetage d’étoiles, a déclaré le Dr Alexander. AT2019qiz était spécial, a-t-elle ajouté, car les astronomes ont commencé à l’observer très tôt, juste après la déchirure de l’étoile, et ont collecté tant de données à partir de nombreux types de télescopes.

De nouveaux télescopes comme le Vera Rubin Observatory et le European Extremely Large Telescope , tous deux en construction au Chili, devraient attirer encore plus de ces Instagrams alimentaires cosmiques.

Bon appétit.

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