Le prochain titre est:

The ultimate fate of a star shredded by a black hole

by Robert Sanders, University of Californi

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Le destin ultime d'une étoile déchiquetée par un trou noir

par Robert Sanders, Université de Californie - Berkeley

Si une étoile (sentier rouge) erre trop près d'un trou noir (à gauche), elle peut être déchiquetée, ou spaghettisée, par l'intense gravité. Une partie de la matière de l'étoile tourbillonne autour du trou noir, comme de l'eau dans un égout, émettant de nombreux rayons X (bleu). Des études récentes sur ces soi-disant événements de perturbation des marées suggèrent qu'une fraction importante du gaz de l'étoile est également soufflée vers l'extérieur par des vents intenses du trou noir, créant dans certains cas un nuage qui obscurcit le disque d'accrétion et les événements à haute énergie qui se produisent à l'intérieur. . Crédit : NASA/CXC/M. Weiss

En 2019, les astronomes ont observé l'exemple le plus proche à ce jour d'une étoile qui a été déchiquetée, ou "spaghettifiée", après s'être approchée trop près d'un trou noir massif.

Cette perturbation de marée d'une étoile semblable au soleil par un trou noir 1 million de fois plus massif que lui-même a eu lieu à 215 millions d'années-lumière de la Terre. Heureusement, il s'agissait du premier événement de ce type suffisamment brillant pour que les astronomes de l'Université de Californie à Berkeley puissent étudier la lumière optique de la mort stellaire, en particulier la polarisation de la lumière, pour en savoir plus sur ce qui s'est passé après la déchirure de l'étoile.

Leurs observations du 8 octobre 2019 suggèrent qu'une grande partie du matériau de l'étoile a été emportée à grande vitesse - jusqu'à 10 000 kilomètres par seconde - et a formé un nuage sphérique de gaz qui a bloqué la plupart des émissions à haute énergie produites par le trou noir a englouti le reste de l'étoile.

Plus tôt, d'autres observations de la lumière optique de l'explosion, appelées AT2019qiz, ont révélé qu'une grande partie de la matière de l'étoile était lancée vers l'extérieur dans un vent puissant. Mais les nouvelles données sur la polarisation de la lumière, qui était essentiellement nulle aux longueurs d'onde visibles ou optiques lorsque l'événement était le plus brillant, indiquent aux astronomes que le nuage était probablement à symétrie sphérique.

"C'est la première fois que quelqu'un déduit la forme du nuage de gaz autour d'une étoile spaghetifiée par les marées", a déclaré Alex Filippenko, professeur d'astronomie à l'UC Berkeley et membre de l'équipe de recherche.

Les résultats soutiennent une réponse à la question de savoir pourquoi les astronomes ne voient pas les rayonnements à haute énergie, tels que les rayons X, provenant de plusieurs des dizaines d'événements de perturbation des marées observés à ce jour : les rayons X, qui sont produits par des matériaux arrachés à l'étoile. et entraînés dans un disque d'accrétion autour du trou noir avant de tomber vers l'intérieur, sont masqués par le gaz soufflé vers l'extérieur par les vents puissants du trou noir.

"Cette observation exclut une classe de solutions qui ont été proposées théoriquement et nous donne une contrainte plus forte sur ce qui arrive au gaz autour d'un trou noir", a déclaré Kishore Patra, étudiant diplômé de l'UC Berkeley, auteur principal de l'étude. "Les gens ont vu d'autres preuves de vent sortant de ces événements, et je pense que cette étude de polarisation renforce définitivement cette preuve, dans le sens où vous n'obtiendriez pas une géométrie sphérique sans avoir une quantité suffisante de vent. Le fait intéressant voici qu'une fraction importante de la matière de l'étoile qui tourne vers l'intérieur ne tombe pas finalement dans le trou noir - elle est expulsée du trou noir."

 

La polarisation révèle la symétrie

De nombreux théoriciens ont émis l'hypothèse que les débris stellaires forment un disque asymétrique excentrique après perturbation, mais un disque excentrique devrait montrer un degré de polarisation relativement élevé, ce qui signifierait que peut-être plusieurs pour cent de la lumière totale est polarisée. Cela n'a pas été observé pour cet événement de perturbation par les marées.

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es de marée", a déclaré Wenbin Lu, membre de l'équipe, professeur adjoint d'astronomie à l'UC Berkeley. "Ces événements de perturbation des marées stellaires sont l'une des rares façons dont les astronomes connaissent l'existence de trous noirs supermassifs au centre des galaxies et mesurent leurs propriétés. Cependant, en raison du coût de calcul extrême de la simulation numérique de tels événements, les astronomes ne comprennent toujours pas le processus compliqués après une perturbation de la marée."

Une deuxième série d'observations le 6 novembre, 29 jours après l'observation d'octobre, a révélé que la lumière était très légèrement polarisée, environ 1%, suggérant que le nuage s'était suffisamment aminci pour révéler la structure asymétrique du gaz autour du trou noir. Les deux observations provenaient du télescope Shane de 3 mètres de l'observatoire Lick près de San Jose, en Californie, qui est équipé du spectrographe Kast, un instrument capable de déterminer la polarisation de la lumière sur tout le spectre optique. La lumière devient polarisée - son champ électrique vibre principalement dans une direction - lorsqu'elle diffuse des élec

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