Quand un trou noir ronge une étoile, il produit de la lumière visible ou des rayons X, mais les astronomes n'ont presque jamais détecté les deux types de rayonnement. L'astronome Peter Jonker (SRON / Université Radboud) et ses collègues ont maintenant repéré un certain nombre d'étoiles capturées avec un télescope à rayons X quelques années après leur découverte en lumière optique. Il semble que les trous noirs se nourrissent tous de la même manière après tout, tandis que l'éclairage d'ambiance varie selon un schéma fixe. Leur étude est publiée dans le Journal d'astrophysique .

Partout dans l'univers, de gigantesques trous noirs se cachent dans l'obscurité au centre des galaxies. Comme un prédateur embusqué, ils attendent patiemment que des étoiles sans méfiance passent, et utilisez leur gravité écrasante pour les séparer en un brin de spaghetti et finalement les avaler. Les astronomes voient parfois ce spectacle en lumière visible, parfois aux rayons X, mais presque jamais dans les deux types de lumière en même temps. Les trous noirs ont-ils deux manières différentes de manger une étoile ?

Du visuel à la radiographie

L'astronome Peter Jonker (SRON / Université Radboud) et ses collègues internationaux ont maintenant observé un certain nombre de sources avec le télescope à rayons X Chandra qui ont été initialement identifiées dans la bande optique quelques années plus tôt. Il semble qu'une étoile, en train d'être dévoré, émet d'abord de la lumière visible et émet ensuite des rayons X. Les trous noirs ont donc un comportement alimentaire commun, tandis que l'éclairage d'ambiance pendant le dîner change selon un modèle fixe, du blanc doux au pâle, rayons X brillants. La découverte de Jonker pourrait bientôt être testée en combinant les données du satellite à rayons X récemment lancé eROSITA - un prédécesseur d'Athena - et des télescopes qui balayent le ciel en collectant la lumière visible, comme le télescope BlackGEM, qui est actuellement en cours d'installation au Chili sous la supervision de l'Université Radboud.

Collision

Une étoile capturée est tendue en une corde si longue qu'elle se retrouve après une orbite complète autour d'un trou noir, comme un serpent qui se mord la queue. Cette collision fait perdre de l'altitude à la corde et tombe vers le trou noir. Jonker a deux explications possibles à sa théorie selon laquelle la lumière visible et les rayons X sont tous deux libérés, strictement dans cet ordre.

La première option est que l'émission de lumière visible est causée par l'énergie libérée lors de la collision, et que nous voyons les rayons X parce que l'énergie potentielle est perdue lors de la chute vers le trou noir. Le flux de gaz stellaire déchiqueté commence à briller comme un soi-disant corps noir, avec une courbe caractéristique sous forme de spectre qui culmine dans les rayons X mous.

La deuxième option est que la collision elle-même émet des rayons X, mais un nuage dense émerge qui absorbe les rayons X et les réémet sous forme de lumière visible. Lorsque suffisamment de matière stellaire a disparu, le nuage devient suffisamment fin pour laisser passer les rayons X, y compris le rayonnement X résultant du plongeon avec la perte d'énergie potentielle associée.

Rotation

Une conséquence de la théorie de Jonker est qu'il existe un lien entre la rotation des trous noirs et la quantité de rayons X émis par les étoiles lorsqu'elles sont mangées. La rotation des trous noirs est actuellement inconnue. Si eROSITA observe des centaines de brins de spaghetti chaque année, cela pourrait confirmer que les trous noirs sont en rotation. Si seulement quelques-uns sont détectés chaque année, cela indiquerait des trous noirs stationnaires.