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A giant black hole destroys a massive staraa

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Un trou noir géant détruit une étoile massive

par la NASA

Cette version présente une illustration artistique de débris stellaires rouges tourbillonnant autour d'un trou noir sphérique géant. Le champ de débris représente les restes d’une étoile ayant une masse trois fois supérieure à celle de notre Soleil, qui a été déchirée par l’immense gravité du trou noir. Cet événement de perturbation des marées est connu sous le nom d’ASASSN-14li. Ses conséquences ont été étudiées par l'observatoire de rayons X Chandra de la NASA, le XMM-Newton de l'ESA et d'autres télescopes. Au centre de l’illustration se trouve le trou noir sphérique, à moitié immergé dans le champ de débris, qui ressemble à la moitié supérieure d’une boule noire de jais. La balle se trouve au cœur du champ de débris en forme de disque, composé d’anneaux orange et rouges distincts. Un long et large ruban de nuage rouge, représentant une partie du gaz résiduel de l'étoile, entre dans l'illustration dans notre coin inférieur gauche. Ce ruban de gaz rouge se dirige vers notre centre, à travers le ciel noir et étoilé. Là, le gaz revient vers la gauche, derrière le trou noir. Attirée par la gravité, la bande de gaz entoure le disque annelé de débris stellaires rouge brique et orange doré. Ces débris tournent autour du trou noir et finissent par tomber dans celui-ci. Une légère brume bleue semble rayonner depuis le trou noir et le champ de débris stellaires en orbite. Cette brume représente la partie du gaz stellaire chassée du disque annelé par le vent. Crédit : NASA

Les astronomes ont réalisé une étude médico-légale approfondie d'une étoile qui a été déchirée lorsqu'elle s'est aventurée trop près d'un trou noir géant, puis dont l'intérieur a été projeté dans l'espace.

L'observatoire de rayons X Chandra de la NASA et le XMM-Newton de l'ESA ont étudié la quantité d'azote et de carbone à proximité d'un trou noir connu pour avoir déchiré une étoile. Les astronomes pensent que ces éléments ont été créés à l’intérieur de l’étoile avant qu’elle ne soit déchirée à l’approche du trou noir.

"Nous voyons les tripes de ce qui était autrefois une star", a déclaré Jon Miller de l'Université du Michigan qui a dirigé l'étude. "Les éléments laissés derrière nous sont des indices que nous pouvons suivre pour déterminer quel type d'étoile a connu sa disparition."

Les astronomes ont trouvé de nombreux exemples d'« événements de perturbation des marées » ces dernières années, où les forces gravitationnelles d'un trou noir massif détruisent une étoile. Cela provoque une éruption, souvent observée dans la lumière optique, ultraviolette et dans les rayons X, lorsque les débris de l'étoile se réchauffent. Cet événement, appelé ASASSN-14li, se distingue pour plusieurs raisons.

Crédit : NASA

Au moment de sa découverte en novembre 2014, il s'agissait de la perturbation de marée la plus proche de la Terre (290 millions d'années-lumière) découverte depuis environ une décennie. Grâce à cette proximité, ASASSN-14li a fourni un niveau de détail extraordinaire sur l'étoile détruite. L'équipe de Miller a appliqué de nouveaux modèles théoriques pour améliorer les estimations, par rapport aux travaux précédents, de la quantité d'azote et de carbone autour du trou noir.

"Ces télescopes à rayons X peuvent être utilisés comme outils médico-légaux dans l'espace", a déclaré la co-auteure Brenna Mockler des observatoires Carnegie et de l'Université de Californie à Los Angeles. "La quantité relative d'azote par rapport au carbone que nous avons trouvée indique que des matériaux provenant de l'intérieur d'une étoile condamnée pèsent environ trois fois la masse du soleil."

L’étoile d’ASASSN-14li est donc l’une des plus massives – et peut-être la plus massive – que les astronomes aient vue jusqu’à présent déchirée par un trou noir.

"ASASSN-14li est passionnant car l'une des choses les plus difficiles avec les perturbations de marée est de pouvoir mesurer la masse de l'étoile malchanceuse, comme nous l'avons fait ici", a déclaré le co-auteur Enrico Ramirez-Ruiz de l'Université de Californie à Santa Cruz. . "Observer la destruction d'une étoile massive par un trou noir supermassif est envoûtant, car on s'attend à ce que les étoiles plus massives soient nettement moins communes que les étolus tôt cette année, une autre équipe d'astronomes a rapporté l'événement "Scary Barbie" au cours duquel ils ont estimé qu'une étoile ayant environ 14 fois la masse du soleil avait été détruite par un trou noir. Cependant, cela n'a pas encore été confirmé comme une perturbation de marée, l'estimation de la masse de l'étoile étant principalement basée sur la luminosité de l'éruption, et non sur une analyse détaillée de la matière autour du trou noir comme avec ASASSN-14li.

Un autre aspect intéressant des résultats de l’ASASSN-14li est ce qu’ils signifient pour les études futures. Les astronomes ont vu des étoiles moyennement massives comme ASASSN-14li dans l'amas d'étoiles qui contient le trou noir supermassif au centre de notre galaxie. Par conséquent, la capacité d’estimer les masses stellaires des étoiles perturbées par les marées donne potentiellement aux astronomes un moyen d’identifier la présence d’amas d’étoiles autour des trous noirs supermassifs dans des galaxies plus lointaines.

Jusqu'à cette étude, il existait une forte possibilité que les éléments observés dans les rayons X provenaient de gaz libérés lors d'éruptions précédentes par le trou noir supermassif. La configuration des éléments analysés ici semble cependant provenir d’une seule étoile.

Des travaux antérieurs publiés en 2017 par Chenwie Yang de l'Université des sciences et technologies de Hefei, en Chine, ont utilisé les données ultraviolettes du télescope spatial Hubble de la NASA pour montrer qu'il y a une augmentation de l'azote par rapport au carbone dans ASASSN-14li, mais dans une moindre mesure que celle de Miller. équipe trouvée à l’aide de données radiographiques. Ces auteurs ont découvert que l’étoile était seulement plus massive que 0,6 fois celle du soleil.

Le travail est publié dans The Astrophysical Journal Letters.

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commentaires

ET pour lesslecteurs quime pofaot la question ;''Qu'est-ce qu'un trou noir de supernova ?'' je péciserai qu 'ilqs se forment lorsqu’une étoile très massive (au moins 25 fois plus lourde que notre Soleil) manque de combustible nucléaire. L’étoile explose alors en supernova. 

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More information: Jon M. Miller et al, Evidence of a Massive Stellar Disruption in the X-Ray Spectrum of ASASSN-14li, The Astrophysical Journal Letters (2023). DOI: 10.3847/2041-8213/ace03c

Journal information: Astrophysical Journal Letters 

Provided by NASA 

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Image: Star wanders too close to a black hole

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