Cette paire de photos du télescope spatial Hubble en lumière visible et proche infrarouge montre l'étoile géante N6946-BH1 avant et après avoir disparu hors de vue en implosant pour former un trou noir. L'image de gauche montre l'étoile de 25 masse solaire telle qu'elle était en 2007. En 2009, l'étoile a grimpé en éclat pour devenir plus d'un million de fois plus lumineuse que notre soleil pendant plusieurs mois. Mais ensuite il a semblé disparaître, comme on le voit sur l'image du panneau de droite de 2015. Une petite quantité de lumière infrarouge a été détectée à l'endroit où se trouvait l'étoile. Ce rayonnement provient probablement de débris tombant sur un trou noir. Le trou noir est situé à 22 millions d'années-lumière dans la galaxie spirale NGC 6946. Crédit :NASA, ESA, et C. Kochanek (OSU)
Les astronomes ont observé comme un énorme, l'étoile mourante est probablement renée sous la forme d'un trou noir. Il a fallu la puissance combinée du grand télescope binoculaire (LBT), et les télescopes spatiaux Hubble et Spitzer de la NASA pour partir à la recherche des restes de l'étoile vaincue, seulement pour constater qu'il a disparu hors de vue.
Il s'est éteint avec un gémissement au lieu d'un bang.
L'étoile, qui était 25 fois plus massive que notre soleil, aurait dû exploser dans une supernova très brillante. Au lieu, il s'est éteint, puis a laissé derrière lui un trou noir.
Des "échecs massifs" comme celui-ci dans une galaxie voisine pourraient expliquer pourquoi les astronomes voient rarement les supernovae des étoiles les plus massives, dit Christopher Kochanek, professeur d'astronomie à l'Ohio State University et Ohio Eminent Scholar in Observational Cosmology.
Jusqu'à 30 pour cent de ces étoiles, il semble, peut s'effondrer tranquillement dans des trous noirs - aucune supernova n'est requise.
"Le point de vue typique est qu'une étoile ne peut former un trou noir qu'après être devenue une supernova, " expliqua Kochanek. " Si une étoile peut tomber en deçà d'une supernova et encore faire un trou noir, cela aiderait à expliquer pourquoi nous ne voyons pas de supernovae dans les étoiles les plus massives."
Il dirige une équipe d'astronomes qui ont publié leurs derniers résultats dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .
Parmi les galaxies qu'ils ont observées se trouve NGC 6946, une galaxie spirale distante de 22 millions d'années-lumière qui est surnommée la « Galaxie des feux d'artifice » parce que les supernovae s'y produisent fréquemment. SN 2017eaw, découvert le 14 mai, brille maintenant près de la luminosité maximale. A partir de 2009, une étoile en particulier, nommé N6946-BH1, a commencé à s'éclaircir faiblement. D'ici 2015, il semblait avoir disparu.
Après que l'enquête LBT pour les supernovas ratées ait révélé l'étoile, les astronomes ont dirigé les télescopes spatiaux Hubble et Spitzer pour voir s'il était toujours là mais simplement obscurci. Ils ont également utilisé Spitzer pour rechercher tout rayonnement infrarouge émanant de l'endroit. Cela aurait été un signe que la star était toujours présente, mais peut-être juste caché derrière un nuage de poussière.
Tous les tests se sont révélés négatifs. La star n'était plus là. Par un processus minutieux d'élimination, les chercheurs ont finalement conclu que l'étoile devait être devenue un trou noir.
Il est trop tôt dans le projet pour savoir avec certitude à quelle fréquence les étoiles subissent des échecs massifs, mais Scott Adams, un ancien étudiant de l'État de l'Ohio qui a récemment obtenu son doctorat en faisant ce travail, a pu faire une estimation préliminaire.
"N6946-BH1 est la seule supernova probablement ratée que nous ayons trouvée au cours des sept premières années de notre enquête. Au cours de cette période, six supernovae normales se sont produites dans les galaxies que nous surveillons, suggérant que 10 à 30 pour cent des étoiles massives meurent en tant que supernovae ratées, " il a dit.
"Ce n'est que la fraction qui expliquerait le problème même qui nous a motivés à commencer l'enquête, C'est, qu'il y a moins de supernovae observées que ce qui devrait se produire si toutes les étoiles massives meurent de cette façon. »
L'étoile maudite, nommé N6946-BH1, était 25 fois plus massive que notre soleil. Il a commencé à s'éclaircir faiblement en 2009. Mais, d'ici 2015, il semblait avoir disparu. Par un processus minutieux d'élimination, sur la base d'observations, les chercheurs ont finalement conclu que l'étoile devait être devenue un trou noir. C'est peut-être le sort réservé aux étoiles extrêmement massives de l'univers. Crédit :NASA, ESA, et P. Jeffries (STScI)
Pour étudier le co-auteur Krzysztof Stanek, la partie vraiment intéressante de la découverte réside dans les implications qu'elle détient pour les origines de trous noirs très massifs, le genre que l'expérience LIGO a détecté via des ondes gravitationnelles. (LIGO est l'observatoire des ondes gravitationnelles par interféromètre laser.)
ça n'a pas forcément de sens, dit Stanek, professeur d'astronomie à l'Ohio State, qu'une étoile massive pourrait subir une supernova - un processus qui implique le soufflage d'une grande partie de ses couches externes - et avoir encore suffisamment de masse pour former un trou noir massif à l'échelle de ceux que LIGO a détectés.
"Je soupçonne qu'il est beaucoup plus facile de faire un trou noir très massif s'il n'y a pas de supernova, " a-t-il conclu.
