Chaque explosion libère plus d’énergie que ce que le soleil produira tout au long de sa vie.
Les grandes stars savent sortir avec style
Certaines des éruptions les plus brillantes et les plus durables proviennent probablement de mégastars déchiquetées par des trous noirs supermassifs, rapportent des chercheurs dans Science Advances du 6 juin. Cette nouvelle classe d’explosions cosmiques —appelées transitoires nucléaires extrêmes, ou ENT — libère plus d’énergie que tout autre transitoire connu, un événement qui modifie la luminosité du ciel nocturne.
“Ces transitoires nucléaires extrêmes, sur une échelle de temps d’un an, émettent à peu près la même énergie que notre soleil pendant toute sa durée de vie de 10 milliards d’années”, explique l’astronome Jason Hinkle de l’Université d’Hawaï à Mānoa à Honolulu.
Des transitoires similaires impliquent généralement une étoile dont la masse est inférieure à deux fois celle du Soleil et qui vire trop près d’un trou noir, dont la gravité est plus forte que celle qui maintient l’étoile ensemble. La puissante attraction du trou noir submerge l’étoile, qui s’étend autour du trou noir. Lors de cet événement de perturbation des marées, ou TDE, la matière stellaire crachée —dont une partie est avalée par le corps céleste central — se réchauffe et produit des rayons X, des rayons ultraviolets et d’autres longueurs d’onde de lumière, généralement pendant des jours, voire des mois.
Curieux de connaître des cas plus rares d’étoiles vidées, Hinkle et ses collègues ont recherché dans les données du télescope des événements cosmiques avec des lueurs particulièrement rayonnantes qui se sont poursuivis pendant plus d’un an.
Ils ont identifié trois événements, dont chacun a mis plus de 100 jours pour atteindre le pic de production de lumière et 150 jours supplémentaires ou plus pour atténuer la moitié de cette production. Leur luminosité maximale était de 30 à 1 000 fois celle de divers types d’étoiles explosives, ou supernovas. Les ORL sont “très brillants et vivent très longtemps”, explique Hinkle. “Mais c’est vraiment la combinaison qui n’existe dans aucun autre type de transitoire.”
Ces événements spectaculaires ont émis des éruptions d’une énergie deux à dix fois supérieure à celle des supernovas les plus énergétiques connues. Cela signifie que les événements ne peuvent pas être des étoiles explosives ou divers autres types transitoires. Au lieu de cela, les chercheurs ont déterminé que les événements étaient probablement des TDE suralimentés, où des étoiles trois à dix fois la masse du soleil ont été déchirées par des trous noirs d’environ 250 millions de fois la masse du soleil.
De plus, les ORL observés montrent des preuves que du gaz chaud et de la poussière persistent près de leurs trous noirs supermassifs, ce qui suggère que ces corps célestes façonnent activement leurs galaxies hôtes. Les TDE précédemment étudiés se trouvaient dans des galaxies dormantes, de sorte que les chercheurs n’ont pas exploré les liens entre les événements de déchiquetage d’étoiles et les trous noirs éveillés au-delà des modèles théoriques, explique l’astrophysicien Taeho Ryu de l’Institut Max Planck d’astrophysique de Garching, en Allemagne, qui n’a pas participé à l’étude.
“Ces transitoires nucléaires extrêmes semblent offrir un moyen d’établir un lien entre ces deux [phénomènes] différents”, dit-il. “Cela signifie que nous pouvons avoir une meilleure compréhension des TDE et des [trous noirs façonnant la galaxie], tous deux, en même temps.”
Les ORL sont assez rares, on estime qu’une se produit pour 10 000 ETT typiques. Mais, dit Hinkle, “ce sont toujours, de loin, nos meilleures sondes de ces trous noirs supermassifs très massifs, par ailleurs silencieux.”
