Les astronomes ont peut-être découvert un nouveau type d'histoire de survie :une étoile qui avait un pinceau avec un trou noir géant et vivait pour raconter l'histoire à travers des exclamations de rayons X.

Les données de l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA et du XMM-Newton de l'ESA ont découvert le récit qui a commencé avec une étoile géante rouge errant trop près d'un trou noir supermassif dans une galaxie à environ 250 millions d'années-lumière de la Terre. Le trou noir, situé dans une galaxie appelée GSN 069, a une masse d'environ 400, 000 fois celle du Soleil, le mettant sur la petite extrémité de l'échelle pour les trous noirs supermassifs.

Une fois la géante rouge capturée par la gravité du trou noir, les couches externes de l'étoile contenant de l'hydrogène ont été arrachées et carénées vers le trou noir, laissant le noyau de l'étoile - connu sous le nom de naine blanche - derrière.

"Dans mon interprétation des données radiographiques, la naine blanche a survécu, mais il n'a pas échappé, " a déclaré Andrew King de l'Université de Leicester au Royaume-Uni, qui a réalisé cette étude. "Il est maintenant pris dans une orbite elliptique autour du trou noir, faire un voyage environ une fois toutes les neuf heures.

Alors que la naine blanche fait son orbite presque trois fois par jour, le trou noir retire de la matière à son approche la plus proche (pas plus de 15 fois le rayon de l'horizon des événements - le point de non-retour - loin du trou noir). Les détritus stellaires pénètrent dans un disque entourant le trou noir et libèrent une rafale de rayons X que Chandra et XMM-Newton peuvent détecter. En outre, King prédit que des ondes gravitationnelles seront émises par le trou noir et la paire de naines blanches, surtout à leur point le plus proche.

Quel serait l'avenir de l'étoile et de son orbite ? L'effet combiné des ondes gravitationnelles et d'un changement de taille de l'étoile au fur et à mesure qu'elle perd de la masse devrait rendre l'orbite plus circulaire et augmenter en taille. Le taux de perte de masse ralentit régulièrement, tout comme l'augmentation de la distance entre la naine blanche et le trou noir.

"Il va essayer dur de s'enfuir, mais il n'y a pas d'échappatoire. Le trou noir le mangera de plus en plus lentement, mais ne t'arrête jamais, " dit le roi. " En principe, cette perte de masse se poursuivrait jusqu'à et même après que la naine blanche se soit réduite à la masse de Jupiter, dans environ mille milliards d'années. Ce serait une façon remarquablement lente et alambiquée pour l'univers de faire une planète!"

Les astronomes ont trouvé de nombreuses étoiles qui ont été complètement déchirées par des rencontres avec des trous noirs (événements dits de perturbation des marées), mais il y a très peu de cas signalés de quasi-accidents, où la star a probablement survécu.

Les rencontres de pâturage comme celle-ci devraient être plus fréquentes que les collisions directes étant donné les statistiques des modèles de trafic cosmique, mais ils pourraient facilement passer inaperçus pour plusieurs raisons. D'abord, il peut prendre un plus massif, étoile survivante trop longue pour terminer une orbite autour d'un trou noir pour que les astronomes puissent voir des sursauts répétés. Un autre problème est que les trous noirs supermassifs qui sont beaucoup plus massifs que celui de GSN 069 peuvent directement avaler une étoile plutôt que l'étoile tombant sur des orbites où ils perdent périodiquement de la masse. Dans ces cas, les astronomes n'observeraient rien.

« En termes astronomiques, cet événement n'est visible par nos télescopes actuels que pendant une courte période - environ 2, 000 ans, " dit King. " Donc, à moins que nous ayons eu une chance extraordinaire d'avoir attrapé celui-ci il peut y en avoir beaucoup d'autres qui nous manquent. De telles rencontres pourraient être l'un des principaux moyens pour les trous noirs de la taille de celui de GSN 069 de se développer."

King prédit que la naine blanche a une masse de seulement deux dixièmes de la masse du Soleil. Si la naine blanche était le noyau de la géante rouge complètement dépouillé de son hydrogène, alors il devrait être riche en hélium. L'hélium aurait été créé par la fusion d'atomes d'hydrogène lors de l'évolution de la géante rouge.

"Il est remarquable de penser que l'orbite, la masse et la composition d'une minuscule étoile à 250 millions d'années-lumière pourraient être déduites, " dit le roi.

King a fait une prédiction basée sur son scénario. Parce que la naine blanche est si proche du trou noir, les effets de la théorie de la relativité générale signifient que la direction de l'axe de l'orbite devrait vaciller, ou "précess". Cette oscillation devrait se répéter tous les deux jours et peut être détectable avec des observations suffisamment longues.