Les trous noirs stellaires se forment lorsque des étoiles massives terminent leur vie dans un effondrement dramatique. Les observations ont montré que les trous noirs stellaires ont généralement des masses d'environ dix fois celles du Soleil, conformément à la théorie de l'évolution stellaire. Récemment, une équipe d'astronomes chinois a affirmé avoir découvert un trou noir aussi massif que 70 masses solaires, lequel, si confirmé, remettrait gravement en cause la vision actuelle de l'évolution stellaire. La publication a immédiatement déclenché des recherches théoriques ainsi que des observations supplémentaires par d'autres astrophysiciens. Parmi ceux qui ont examiné l'objet de plus près, il y avait une équipe d'astronomes des universités d'Erlangen-Nürnberg et de Potsdam. Ils ont découvert qu'il ne s'agissait peut-être pas du tout d'un trou noir, mais peut-être une étoile à neutrons massive ou même une étoile « ordinaire ». Leurs résultats ont maintenant été publiés comme article phare dans la célèbre revue Astronomie &Astrophysique

Le trou noir putatif a été détecté indirectement à partir du mouvement d'une étoile compagnon brillante, en orbite autour d'un objet compact invisible sur une période d'environ 80 jours. A partir de nouvelles observations, une équipe belge a montré que les mesures originales ont été mal interprétées et que la masse du trou noir est, En réalité, très incertain. La question la plus importante, à savoir comment le système binaire observé a été créé, reste sans réponse. Un aspect crucial est la masse du compagnon visible, l'étoile chaude LS V+22 25. Plus cette étoile est massive, plus le trou noir doit être massif pour induire le mouvement observé de l'étoile brillante. Cette dernière était considérée comme une étoile normale, huit fois plus massive que le Soleil.

Une équipe d'astronomes de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) et de l'Université de Potsdam a examiné de plus près le spectre d'archives de LS V+22 25, prise par le télescope Keck au Mauna Kea, Hawaii. En particulier, ils étaient intéressés à étudier les abondances des éléments chimiques sur la surface stellaire. De façon intéressante, ils ont détecté des écarts dans les abondances d'hélium, carbone, azote, et de l'oxygène par rapport à la composition standard d'une jeune étoile massive. Le motif observé à la surface montrait des cendres résultant de la fusion nucléaire de l'hydrogène, un processus qui ne se produit qu'au plus profond du cœur des jeunes étoiles et dont on ne s'attendrait pas à ce qu'il soit détecté à sa surface.

« À première vue, le spectre ressemblait en effet à celui d'une jeune étoile massive. Cependant, plusieurs propriétés semblaient plutôt suspectes. Cela nous a motivé à jeter un regard neuf sur les données d'archives, " a déclaré Andreas Irrgang, le scientifique principal de cette étude et membre de l'Observatoire du Dr Karl Remeis à Bamberg, l'Institut d'astronomie de la FAU.

Les auteurs ont conclu que LS V+22 25 doit avoir interagi avec son compagnon compact dans le passé. Au cours de cet épisode de transfert de masse, les couches externes de l'étoile ont été enlevées et maintenant le noyau d'hélium dépouillé est visible, enrichi des cendres de la combustion de l'hydrogène.

Cependant, les étoiles à l'hélium dépouillées sont beaucoup plus légères que leurs homologues normales. En combinant leurs résultats avec les récentes mesures de distance du télescope spatial Gaia, les auteurs ont déterminé une masse stellaire très probablement de seulement 1,1 (avec une incertitude de +/-0,5) fois celle du Soleil. Cela donne une masse minimale de seulement 2-3 masses solaires pour le compagnon compact, suggérant qu'il ne s'agit peut-être pas du tout d'un trou noir, mais peut-être une étoile à neutrons massive ou même une étoile « ordinaire ».

L'étoile LS V+22 25 est devenue célèbre pour avoir peut-être un énorme compagnon trou noir. Cependant, un examen plus approfondi de l'étoile elle-même révèle qu'il s'agit d'un objet très intrigant en soi, comme tandis que des étoiles à hélium dépouillé de masse intermédiaire ont été prédites en théorie, très peu ont été découverts jusqu'à présent. Ce sont des objets clés pour comprendre les interactions des étoiles binaires.