Vue d'artiste d'une étoile naine blanche (à gauche) en orbite autour d'un trou noir et si proche qu'une grande partie de sa matière est retirée. L'encart est une observation de l'amas globulaire hôte, 47 Tucanae, capturé par l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA. Le système (appelé X9) est indiqué par la flèche, et bas, moyen, et les rayons X à haute énergie sont colorés en rouge, vert, et bleu respectivement. Crédit :Rayons X :NASA/CXC/University of Alberta/A.Bahramian et al.; Illustration :NASA/CXC/M.Weiss.
Les astronomes ont trouvé des preuves d'une étoile qui tourne autour d'un trou noir probable deux fois par heure. Cela pourrait être la danse orbitale la plus serrée jamais vue par un trou noir et une étoile compagne dans notre propre galaxie de la Voie lactée.
Cette découverte a été faite à l'aide de deux des télescopes spatiaux de la NASA, l'observatoire de rayons X Chandra et NuSTAR, et l'Australia Telescope Compact Array situé en Nouvelle-Galles du Sud, Australie.
Le couple stellaire - connu sous le nom de binaire - est situé dans l'amas globulaire 47 Tucanae, un amas dense d'étoiles dans notre galaxie environ 14, 800 années-lumière de la Terre.
Alors que les astronomes connaissent le binaire depuis de nombreuses années, Ce n'est qu'en 2015 qu'une équipe dirigée par des chercheurs de l'Université Curtin et du Centre international de recherche en radioastronomie (ICRAR) a découvert qu'il était probablement composé d'un trou noir tirant de la matière d'une étoile compagne.
De nouvelles observations de Chandra montrent que le système, connu sous le nom de X9, change constamment de luminosité des rayons X toutes les 28 minutes, ce qui est probablement le temps qu'il faut à l'étoile compagne pour faire une orbite complète autour du trou noir.
Avec des preuves de grandes quantités d'oxygène dans le système, cela prouve clairement que X9 contient une étoile naine blanche en orbite autour d'un trou noir à seulement 2,5 fois la séparation entre la Terre et la Lune.
"Cette naine blanche est si proche du trou noir que la matière est retirée de l'étoile et déversée sur un disque de matière autour du trou noir avant de tomber dedans, " a déclaré le premier auteur, le Dr Arash Bahramian, de l'Université de l'Alberta au Canada et de la Michigan State University aux États-Unis.
Vue d'artiste d'une étoile naine blanche (à gauche) en orbite autour d'un trou noir et si proche qu'une grande partie de sa matière est retirée. Il y a un point chaud où le gaz de la naine blanche frappe le disque de matière tourbillonnant autour du trou noir. Le trou noir lui-même est entouré d'un nuage de gaz ionisé, qui contient de grandes quantités d'oxygène. Crédit :Rayons X :NASA/CXC/University of Alberta/A.Bahramian et al.; Illustration :NASA/CXC/M.Weiss.
"Heureusement pour cette étoile, nous ne pensons pas qu'il suivra ce chemin vers l'oubli, il devrait rester en orbite."
Bien que la naine blanche ne semble pas en danger de tomber ou d'être déchirée par le trou noir, son sort est incertain.
Professeur agrégé James Miller-Jones, de l'Université Curtin et de l'ICRAR, mentionné, "Nous pensons que l'étoile a perdu du gaz dans le trou noir pendant des dizaines de millions d'années et qu'elle a maintenant perdu la majorité de sa masse."
"Heures supplémentaires, nous pensons que l'orbite de l'étoile deviendra de plus en plus large à mesure que la masse sera perdue, se transformant finalement en un objet exotique similaire à la célèbre planète diamant découverte il y a quelques années, " il a dit.
Comment le trou noir est-il devenu un compagnon si proche ? Une possibilité est que le trou noir se soit écrasé sur une étoile géante rouge et que le gaz des régions extérieures de l'étoile ait été éjecté, un binaire s'est formé contenant un trou noir et une naine blanche. L'orbite du binaire se serait alors réduite à mesure que des ondes gravitationnelles étaient émises jusqu'à ce que le trou noir commence à tirer de la matière de la naine blanche.
Les ondes gravitationnelles produites par le système binaire ont une fréquence trop basse pour être détectée par les installations au sol qui ont confirmé l'existence d'ondes gravitationnelles l'année dernière, mais il est possible que les observatoires spatiaux d'ondes gravitationnelles à l'avenir soient suffisamment sensibles pour les détecter.
Co-auteur Vlad Tudor, également du nœud de l'Université Curtin de l'ICRAR, a déclaré qu'une théorie alternative impliquerait une étoile à neutrons qui est mise en rotation lorsque le matériau est retiré par le trou noir.
"Un peu comme une toupie lorsque vous tirez la ficelle autour de son milieu pour la faire avancer, mais cette théorie n'explique pas tout ce que nous voyons ici, donc notre meilleure explication actuelle est que nous avons affaire à une naine blanche très proche d'un trou noir, " il a dit.
