First-ever binary star found near our galaxy's supermassive black hole
La première étoile binaire jamais découverte à proximité du trou noir supermassif de notre galaxie
par l'ESO
Cette image indique l'emplacement de l'étoile binaire D9 récemment découverte, qui orbite autour de Sagittarius A*, le trou noir supermassif au centre de notre galaxie. Il s'agit de la première paire d'étoiles jamais trouvée à proximité d'un trou noir supermassif. La découpe montre le système binaire tel que détecté par le spectrographe SINFONI du Very Large Telescope de l'ESO. Bien que les deux étoiles ne puissent pas être distinguées séparément sur cette image, la nature binaire de D9 a été révélée par les spectres capturés par SINFONI sur plusieurs années. Ces spectres ont montré que la lumière émise par le gaz d'hydrogène autour de D9 oscille périodiquement vers les longueurs d'onde rouges et bleues lorsque les deux étoiles gravitent l'une autour de l'autre. Crédit : ESO/F. Peißker et al., S. Guisard
Une équipe internationale de chercheurs a détecté une étoile binaire en orbite près de Sagittarius A*, le trou noir supermassif au centre de notre galaxie. C'est la première fois qu'une paire d'étoiles est découverte à proximité d'un trou noir supermassif.
Cette découverte, basée sur des données collectées par le Very Large Telescope de l'Observatoire européen austral (VLT de l'ESO), nous aide à comprendre comment les étoiles survivent dans des environnements à gravité extrême et pourrait ouvrir la voie à la détection de planètes proches de Sagittarius A*.
« Les trous noirs ne sont pas aussi destructeurs qu'on le pensait », explique Florian Peißker, chercheur à l'université de Cologne, en Allemagne, et auteur principal de l'étude publiée dans Nature Communications.
Les étoiles binaires, paires d'étoiles en orbite l'une autour de l'autre, sont très courantes dans l'univers, mais elles n'avaient jamais été trouvées auparavant à proximité d'un trou noir supermassif, où la gravité intense peut rendre les systèmes stellaires instables.
Cette nouvelle découverte montre que certaines étoiles binaires peuvent prospérer brièvement, même dans des conditions destructrices. L'étoile binaire D9, comme on l'appelle, a été détectée juste à temps : on estime qu'elle n'a que 2,7 millions d'années, et la forte force gravitationnelle du trou noir voisin la fera probablement fusionner en une seule étoile d'ici un million d'années seulement, un laps de temps très court pour un système aussi jeune.
"Cela ne nous offre qu'une brève fenêtre sur les échelles de temps cosmiques pour observer un tel système binaire - et nous y sommes parvenus", explique Emma Bordier, co-auteure de l'étude, chercheuse également à l'Université de Cologne et ancienne étudiante à l'ESO.
Pendant de nombreuses années, les scientifiques pensaient également que l'environnement extrême à proximité d'un trou noir supermassif empêchait la formation de nouvelles étoiles. Plusieurs jeunes étoiles découvertes à proximité de Sagittarius A* ont réfuté cette hypothèse. La découverte de la jeune étoile binaire montre désormais que même les paires d'étoiles ont le potentiel de se former dans ces conditions difficiles.
« Le système D9 montre des signes évidents de la présence de gaz et de poussière autour des étoiles, ce qui suggère qu'il pourrait s'agir d'un système stellaire très jeune qui a dû se former à proximité du trou noir supermassif », explique le co-auteur Michal Zajaček, chercheur à l'université Masaryk, en Tchéquie, et à l'université de Cologne.
Le système binaire nouvellement découvert a été trouvé dans un amas dense d'étoiles et d'autres objets en orbite autour de Sagittarius A*, appelé l'amas S. Les objets G, qui se comportent comme des étoiles mais ressemblent à des nuages de gaz et de poussière, sont les plus énigmatiques de cet amas.
C'est lors de leurs observations de ces mystérieux objets que l'équipe a découvert un modèle surprenant dans D9. Les données obtenues avec l'instrument ERIS du VLT, combinées aux données d'archives de l'instrument SINFONI, ont révélé des variations récurrentes de la vitesse de l'étoile, indiquant que D9 était en fait deux étoiles en orbite l'une autour de l'autre.
« Je pensais que mon analyse était erronée », explique Peißker, « mais le modèle spectroscopique couvrait environ 15 ans, et il était clair que cette détection est en effet la première binaire observée dans l'amas S. »
Les résultats jettent un nouvel éclairage sur ce que pourraient être les mystérieux objets G. L'équipe suggère qu'ils pourraient en fait être une combinaison d'étoiles binaires qui n'ont pas encore fusionné et de la matière résiduelle d'étoiles déjà fusionnées.
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La nature précise de nombreux objets en orbite autour de Sagittarius A*, ainsi que la façon dont ils ont pu se former si près du trou noir supermassif, restent un mystère. Mais bientôt, la mise à niveau GRAVITY+ de l'interféromètre du VLT et l'instrument METIS du télescope Extremely Large Telescope (ELT) de l'ESO, en construction au Chili, pourraient changer la donne.
Ces deux installations permettront à l'équipe de réaliser des observations encore plus détaillées du centre galactique, révélant la nature des objets connus et découvrant sans aucun doute davantage d'étoiles binaires et de systèmes jeunes.
« Notre découverte nous permet de spéculer sur la présence de planètes, car celles-ci se forment souvent autour de jeunes étoiles. Il semble plausible que la détection de planètes dans le centre galactique ne soit qu'une question de temps », conclut Peißker.
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COMMENTAIRES
Ouf ! Pourrions nous nous exclamer ! Heureusement qu' ils la découvrent avant qu 'elle ne disparaisse !Car
D9, comme s'appelle l'étoile binaire de l article, a été détectée juste à temps : on estime qu'elle n'a que juste 2,7 millions d'années à vivre ......La forte force gravitationnelle du trou noir voisin la fera probablement fusionner en une seule étoile d'ici un tout petit million d'années seulement, un laps de temps très court pour un système aussi jeune.
C 'est un aspect philosophique de la structure du cosmos à méditer : il est aussi carnivore que les animaux qu 'il peut parfois créer !!!!
Le hasard profond passe son temps à détruire et à recréer des bulles d 'univers !!!
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More information: Florian Peißker et al, A binary system in the S cluster close to the supermassive black hole Sagittarius A*, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-54748-3. www.nature.com/articles/s41467-024-54748-3
Journal information: Nature Communications
Provided by ESO
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