Des astronomes regardent un trou noir entraîner une étoile qui explose

Les astronomes à la recherche de explosions de supernova ont accidentellement trébuché sur un trou noir supermassif récemment en dévorant une étoile errante sa portée. On espère maintenant que cette découverte étonnante – captée pour la première fois – aidera les scientifiques à comprendre l'environnement dans lequel les galaxies se sont développées il y a des milliards d'années.

Certains des phénomènes les plus lumineux et énergétiques de l'Univers sont propulsés par de la matière sur des trous noirs supermassifs dans les centres des galaxies. Lorsqu'ils consomment de la matière, ces trous noirs peuvent briller brillamment sur tout le spectre électromagnétique et, dans certains cas, produire des jets de matière qui s'écoulent vers l'extérieur à la vitesse de la lumière Mais les trous noirs supermassifs ne sont pas actifs tout le temps. Il faudrait donc plus qu'un peu de chance pour voir un de ces monstres prendre un nouveau repas. Mais c'est ce qui est arrivé lorsque le groupe international d'astronomes a tourné son regard collectif vers un système de collision de galaxies appelé Arp299

Les astronomes espéraient entrevoir une supernova (l'explosion cataclysmique qui survient lorsqu'une étoile massive meurt) mais Au lieu de cela, il a vu un trou noir supermassif déchirer une étoile à part. Leurs découvertes ont directement reproduit les résultats de l'événement dramatique. Ce projet, dirigé par Seppo Mattila de l'Université de Turku en Finlande et Miguel Perez-Torres de l'Institut d'Astrophysique d'Andalousie en Espagne, a impliqué une équipe de 36 scientifiques de 26 institutions – y compris des chercheurs du Centre de la Banque Jodrell pour l'Astrophysique. – utilisant des télescopes du monde entier

Maintenant – pour la première fois – les astronomes ont des images de la formation et de l'expansion du jet de matière rapide qui a été éjecté quand la puissante gravité d'un trou noir supermassif déchiré l'étoile malchanceuse. Seul un petit nombre d'événements de ce type – les Tidal Disruption Events (TDE) – ont déjà été détectés.

Auparavant, les théoriciens avaient suggéré que le matériel tiré d'une étoile condamnée comme celle-ci un disque tournant autour du trou noir, émettant des rayons X intenses et de la lumière visible. On pensait aussi qu'il lancerait des jets de matière vers l'extérieur à partir des pôles du disque à presque la vitesse de la lumière. Théories qui se sont révélées exactes

La première indication de ce matériau tiré d'une étoile condamnée est venue en janvier 2005 quand les astronomes ont découvert une explosion lumineuse d'émissions infrarouges provenant du noyau de l'une des galaxies en collision à l'Arp 299, près de 150m années-lumière de la Terre. Plus tard cette année-là, les observations radio ont révélé une nouvelle source d'émission distincte au même endroit que la nouvelle source infrarouge brillante, qu'ils ont pu suivre au fur et à mesure de son évolution.

Se cacher dans la poussière

l'équipe a regardé ce nouvel objet en utilisant plusieurs des télescopes les plus puissants du monde. Alors qu'il restait brillant à infrarouge et aux longueurs d'onde radio, aucune lumière visible ou rayons X n'était détectable. L'emplacement de cette source d'émissions infrarouges a été enfoui profondément dans le cœur de l'une des galaxies en collision. Cela signifiait que tous les rayons X et la lumière visible attendus de cette source étaient absorbés par la poussière avant d'être réémis à des longueurs d'onde plus longues, dans l'infrarouge.

Les chercheurs ont utilisé le Nordic Optical Telescope ] sur les îles Canaries et télescope spatial Spitzer de la NASA pour suivre l'émission infrarouge de l'objet.

Pendant près de dix ans, les émissions radio ont été suivies en utilisant une technique appelée Interférométrie à très longue base . Cela implique la connexion à distance de nombreux radiotélescopes parmi les plus puissants du monde – y compris le European VLBI Network avec plusieurs télescopes e-MERLIN au Royaume-Uni – dans une série de campagnes d'observation simultanées et coordonnées

Cette technique permet une imagerie à très haute résolution et constitue la seule méthode disponible pour visualiser l'évolution de ce nouveau phénomène. Les résultats ont montré que la source d'émission radio s'étendait dans une direction – exactement comme prévu pour un jet. L'expansion mesurée indiquait que le matériau dans le jet se déplaçait à un quart de la vitesse de la lumière en moyenne

La pointe de l'iceberg

Les perturbations des marées sont des épisodes importants dans la vie des trous noirs et on pense qu'elles ont été beaucoup plus fréquentes dans l'univers lointain. Les événements de perturbation, en particulier ceux observés dans des systèmes relativement locaux comme celui-ci, sont des occasions importantes et uniques de comprendre les conséquences de tels événements, y compris la façon dont les jets de matière sont formés et évoluent.

Seuls quelques-uns de ces types d'événements ont déjà été observés avec la plupart vu dans la lumière visible dans les enquêtes optiques. Cet événement est différent parce que son emplacement a été enveloppé par d'épaisses couches de poussière, ce qui signifie qu'aucune lumière visible n'a pu être vue du tout. Cet endroit, bien sûr, est l'endroit où nous pouvons nous attendre à ce que de tels événements se produisent – dans les centres de galaxies contenant un trou noir et où un grand nombre d'étoiles se forment. En tant que telle, cette découverte pourrait être la pointe de l'iceberg d'une population jusqu'alors cachée d'événements dramatiques similaires

Robert Beswick chercheur scientifique et responsable des opérations scientifiques et du soutien, e-MERLIN / Installation nationale d'astronomie de VLBI, centre de banque d'astrophysique de Jodrell, université de Manchester

Cet article a été initialement publié le The Conversation . Lire l'article original .