Astrophysique : un trou noir allume son radiateur
En fait, les observateurs étaient à la recherche d'une kilonova. Au lieu de cela, ils découvrent les signaux d'un trou noir capable d'avaler rapidement de grandes quantités de matière.
A dix milliards d'années-lumière de nous, un trou noir super-massif appelé J221951-484240 a subi une transformation remarquable : Dans l'un des "événements les plus dramatiques" de ce type observés à ce jour par les astronomes, le trou noir a brillé extrêmement fort, comme le rapportent Samantha Oates de l'Université de Birmingham et son équipe dans les "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society". Il s'agit de l'un des phénomènes les plus lumineux, appelés transitoires, connus à ce jour par les chercheurs, écrit l'équipe.
Elle avait découvert l'événement en septembre 2019 en recherchant la lumière électromagnétique d'un événement d'ondes gravitationnelles. L'équipe a utilisé plusieurs instruments à bord du télescope spatial Neil Gehrels Swift pour rechercher une kilonova, la fusion d'une étoile à neutrons avec une autre étoile à neutrons ou un trou noir. Une kilonova apparaît généralement en bleu, puis s'estompe et devient rouge sur une période de quelques jours. Au lieu de cela, ils ont trouvé quelque chose d'encore plus inhabituel : J221951. L'événement lumineux est apparu en bleu, mais n'a pas changé de couleur par la suite et ne s'est pas estompé aussi rapidement qu'une kilonova.
Par la suite, Oates et ses collaborateurs ont continué à observer J221951-484240, notamment avec Hubble et le Very Large Telescope de l'ESO, pour en savoir plus. Les données spectrales de Hubble, par exemple, ont montré qu'il ne pouvait pas s'agir d'un événement d'ondes gravitationnelles qui a finalement pris naissance à 500 millions d'années-lumière. Au lieu de cela, le groupe l'a attribué à J221951-484240, situé à une distance bien plus grande.
Selon les mesures, le déclencheur est un trou noir super-massif qui s'est nourri très rapidement de la matière environnante. Une galaxie a été observée dans cette zone avant la découverte de J221951. De plus, la position de J221951 correspond au centre de la galaxie, où un trou noir massif se trouverait habituellement. Le trou noir s'est mis à briller très rapidement après être resté calme pendant un certain temps - rétrospectivement, dix mois avant sa véritable découverte, comme l'a montré l'analyse des données. Le spectre ultraviolet montre des caractéristiques d'absorption qui indiquent que la matière a été poussée vers l'extérieur par un énorme dégagement d'énergie.
Deux mécanismes peuvent être envisagés : soit l'événement est dû à une perturbation dite de marée, lorsqu'une étoile s'approche du trou noir au centre de sa galaxie et est ainsi déchirée. Soit il a été créé par un noyau galactique qui est passé d'un état de repos à un état actif. J221951 serait alors le signal qu'un trou noir en sommeil a commencé à se nourrir de matière provenant d'un disque d'accrétion qui s'était approché suffisamment près. D'autres observations devraient permettre d'en déterminer la véritable raison.
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Photo de couverture : M. Kornmesser / Eso
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