NASA gets unusually close glimpse of black hole snacking on star
La NASA jette un regagard inhabituellement proche du trou noir grignotant une étoile
par Jet Propulsion Laboratory
Un disque de gaz chaud tourbillonne autour d'un trou noir dans cette illustration. Une partie de ce gaz provenait d'une étoile et a été séparée par le trou noir, formant le long flux de gaz chaud sur la droite, alimentant le disque. Ces événements sont officiellement connus sous le nom d'événements de perturbation des marées, ou TDE. Cela peut prendre quelques semaines ou quelques mois entre la destruction de l'étoile et la formation du disque. Le gaz devient plus chaud à mesure qu'il se rapproche du trou noir, mais le matériau le plus chaud se trouve au-dessus du trou noir. Ce matériau le plus chaud est un nuage de plasma (atomes de gaz dont les électrons ont été dépouillés) connu sous le nom de couronne. La plupart des TDE qui entraînent la formation d'une couronne produisent également des jets de matière qui se répandent dans l'espace loin du trou noir à ses pôles. Un TDE appelé AT2021ehb est le premier exemple confirmé d'une couronne se formant sans jets lors d'un événement de perturbation des marées. L'observation d'AT2021ehb permet aux scientifiques d'étudier séparément la formation des jets et des couronnes. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Des observations récentes d'un trou noir dévorant une étoile errante pourraient aider les scientifiques à comprendre les comportements alimentaires plus complexes des trous noirs.
Plusieurs télescopes de la NASA ont récemment observé un trou noir massif déchirant une étoile malchanceuse qui errait trop près. Situé à environ 250 millions d'années-lumière de la Terre au centre d'une autre galaxie, c'était le cinquième exemple le plus proche d'un trou noir détruisant une étoile jamais observé.
Une fois que l'étoile a été complètement rompue par la gravité du trou noir, les astronomes ont vu une augmentation spectaculaire de la lumière des rayons X à haute énergie autour du trou noir. Cela indiquait que lorsque le matériau stellaire était tiré vers sa perte, il formait une structure extrêmement chaude au-dessus du trou noir appelée couronne.
Le satellite NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescopic Array) de la NASA est le télescope spatial le plus sensible capable d'observer ces longueurs d'onde de lumière, et la proximité de l'événement a fourni une vue sans précédent de la formation et de l'évolution de la couronne, selon une nouvelle étude publiée dans Astrophysical Journal.
La plupart des trous noirs que les scientifiques peuvent étudier sont entourés de gaz chaud qui s'est accumulé pendant de nombreuses années, parfois des millénaires, et a formé des disques de plusieurs milliards de kilomètres de large. Dans certains cas, ces disques brillent plus que des galaxies entières. Même autour de ces sources lumineuses, mais surtout autour de trous noirs beaucoup moins actifs, une seule étoile se déchire et se consume.
Et du début à la fin, le processus ne prend souvent que quelques semaines ou mois. L'observabilité et la courte durée des événements de perturbation des marées les rendent particulièrement attrayants pour les astronomes, qui peuvent démêler la façon dont la gravité du trou noir manipule le matériau qui l'entoure, créant des spectacles de lumière incroyables et de nouvelles caractéristiques physiques.
"Les événements de perturbation des marées sont une sorte de laboratoire cosmique", a déclaré le co-auteur de l'étude, Suvi Gezari, astronome au Space Telescope Science Institute de Baltimore. "Ils sont notre fenêtre sur l'alimentation en temps réel d'un énorme trou noir qui se cache au centre d'une galaxie."
Lorsqu'une étoile s'approche trop près d'un trou noir, l'intense gravité étire l'étoile jusqu'à ce qu'elle devienne une longue rivière de gaz chaud, comme le montre cette animation. Le gaz est ensuite fouetté autour du trou noir et est progressivement entraîné en orbite, formant un disque brillant. Crédit : Science Communication Lab/DESY
Un signal surprenant
La nouvelle étude se concentre sur un événement appelé AT2021ehb, qui s'est produit dans une galaxie avec un trou noir central d'environ 10 millions de fois la masse de notre Soleil (environ la différence entre une boule de bowling et le Titanic). Au cours de cet événement de perturbation de la marée, le côté de l'étoile le plus proche du trou noir a été tiré plus fort que le côté éloigné de l'étoile, étirant le tout et ne laissant qu'une longue nouille de gaz chaud.
Les scientifiques pensent que le flux de gaz est fouetté autour d'un trou noir lors de tels événements, entrant en collision avec lui-même. On pense que cela crée des ondes de choc et des flux de gaz vers l'extérieur qui génèrent de la lumière visible, ainsi que des longueurs d'onde non visibles à l'œil humain, telles que la lumière ultraviolette et les rayons X. Le matériau commence alors à se déposer dans un disque tournant autour du trou noir comme de l'eau entourant un drain, avec un frottement générant des rayons X de faible énergie. Dans le cas d'AT2021ehb, cette série d'événements s'est déroulée sur seulement 100 jours.
L'événement a été repéré pour la première fois le 1er mars 2021 par le Zwicky Transient Facility (ZTF), situé à l'observatoire Palomar en Californie du Sud. Il a ensuite été étudié par l'observatoire Neil Gehrels Swift de la NASA et le télescope NICER (Neutrons star Interior Composition Explorer) (qui observe des longueurs d'onde de rayons X plus longues que Swift).
Puis, environ 300 jours après la première détection de l'événement, NuSTAR de la NASA a commencé à observer le système. Les scientifiques ont été surpris lorsque NuSTAR a détecté une couronne - un nuage de plasma chaud ou des atomes de gaz dont les électrons ont été dépouillés - car les couronnes apparaissent généralement avec des jets de gaz qui s'écoulent dans des directions opposées à partir d'un trou noir.
Cependant, avec l'événement de marée AT2021ehb, il n'y a pas eu de jets, ce qui a rendu l'observation corona inattendue. Les couronnes émettent des rayons X de plus haute énergie que toute autre partie d'un trou noir, mais les scientifiques ne savent pas d'où vient le plasma ni exactement comment il devient si chaud.
"Nous n'avons jamais vu un événement de perturbation des marées avec une émission de rayons X comme celui-ci sans présence d'un jet, et c'est vraiment spectaculaire car cela signifie que nous pouvons potentiellement démêler ce qui cause les jets et ce qui cause les couronnes", a déclaré Yuhan Yao, un étudiant diplômé de Caltech à Pasadena, en Californie, et auteur principal de la nouvelle étude. "Nos observations d'AT2021ehb sont en accord avec l'idée que les champs magnétiques ont quelque chose à voir avec la formation de la couronne, et nous voulons savoir ce qui rend ce champ magnétique si fort."
Yao dirige également un effort pour rechercher plus d'événements de perturbation des marées identifiés par ZTF et pour ensuite les observer avec des télescopes comme Swift, NICER et NuSTAR. Chaque nouvelle observation offre le potentiel de nouvelles informations ou opportunités pour confirmer ce qui a été observé dans AT2021ehb et d'autres événements de perturbation des marées. "Nous voulons en trouver autant que possible", a déclaré Yao.
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COMMENTAIRES
Bravo quoique certaines des phases sont mal explicables .Personnellement Il me serait intéressant de savoir lorsqu' 'un atome de matière est engouffré dans ces trous noirs centrogalactiques monstrueux ce qu 'il devient ENSUITE ??? !!! A nouveau des quarks gelés ? Un espace noir hyper dense ?Un espace d'échelle subquantique isolé du notre ? Disparaut -il totalement ? ETC!!
Je propose à mes lecteurs le quatrain suivant :
'' Les trous noirs m 'embarrassent
Et je ne puis penser
Qu'une telle chose se passe
Et n 'ai point d'un '' Aprés ?????''
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More information: Yuhan Yao et al, The Tidal Disruption Event AT2021ehb: Evidence of Relativistic Disk Reflection, and Rapid Evolution of the Disk–Corona System, The Astrophysical Journal (2022). DOI: 10.3847/1538-4357/ac898a
Journal information: Astrophysical Journal
Provided by Jet Propulsion Laboratory
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