Une rare explosion de lumière, émise par une étoile alors qu'elle est aspirée par un trou noir supermassif, a été repéré par des scientifiques utilisant des télescopes du monde entier.

Le phénomène, connu sous le nom d'événement de perturbation de la marée, est la fusée la plus proche du genre à ce jour enregistrée, se produisant à seulement 215 millions d'années-lumière de la Terre. Elle est causée lorsqu'une étoile passe trop près d'un trou noir et que l'attraction gravitationnelle extrême du trou noir déchiquette l'étoile en de minces filets de matière, un processus appelé « spaghettification ». Au cours de ce processus, une partie du matériau tombe dans le trou noir, libérant une fusée lumineuse d'énergie que les astronomes peuvent détecter.

Les événements de perturbation des marées sont rares et pas toujours faciles à étudier car ils sont généralement masqués par un rideau de poussière et de débris. Une équipe internationale de scientifiques dirigée par l'Université de Birmingham a pu étudier cet événement avec des détails sans précédent car il a été détecté peu de temps après que l'étoile a été déchirée.

En utilisant le très grand télescope et le télescope de nouvelle technologie de l'Observatoire européen austral, le réseau mondial de télescopes de l'Observatoire de Las Cumbres, et le satellite Swift de Neil Gehrel, l'équipe a pu surveiller l'éruption, nommé AT2019qiz, sur une période de six mois à mesure qu'il devenait plus brillant puis s'estompait.

Les résultats de l'étude sont publiés dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society . Cela a été soutenu et financé en partie par le Science and Technology Facilities Council (STFC).

"L'idée d'un trou noir" aspirant "une étoile proche ressemble à de la science-fiction. Mais c'est exactement ce qui se passe lors d'un événement de perturbation de la marée, " déclare l'auteur principal, le Dr Matt Nicholl, conférencier et chercheur de la Royal Astronomical Society à l'Université de Birmingham. "Nous avons pu enquêter en détail sur ce qui se passe lorsqu'une étoile est mangée par un tel monstre."

"Quand un trou noir dévore une étoile, il peut lancer une puissante explosion de matériau vers l'extérieur qui obstrue notre vue, " explique Samantha Oates, également à l'Université de Birmingham. "Cela se produit parce que l'énergie libérée lorsque le trou noir consomme de la matière stellaire propulse les débris de l'étoile vers l'extérieur."

Dans le cas d'AT2019qiz, les astronomes ont pu identifier le phénomène suffisamment tôt pour observer l'ensemble du processus.

"Plusieurs études du ciel ont découvert l'émission du nouvel événement de perturbation de la marée très rapidement après que l'étoile a été déchirée, " dit Thomas Wevers, un boursier de l'ESO à Santiago, Chili, qui était à l'Institut d'Astronomie, Université de Cambridge, ROYAUME-UNI, quand il dirigeait les travaux. "Nous avons immédiatement pointé une série de télescopes terrestres et spatiaux dans cette direction pour voir comment la lumière était produite."

Les observations rapides et étendues dans l'ultraviolet, optique, Rayons X et lumière radio révélés, pour la première fois, une connexion directe entre la matière s'écoulant de l'étoile et l'éclat lumineux émis lorsqu'il est dévoré par le trou noir.

"Les observations ont montré que l'étoile avait à peu près la même masse que notre propre Soleil, et qu'il en a perdu environ la moitié dans le trou noir, qui est plus d'un million de fois plus massive, " dit Nicholl, qui est également chercheur invité à l'Université d'Édimbourg.

"Parce que nous l'avons attrapé tôt, nous pouvions en fait voir le rideau de poussière et de débris se former alors que le trou noir lançait un puissant écoulement de matière avec des vitesses allant jusqu'à 10 000 km/s, " a déclaré Kate Alexander, NASA Einstein Fellow à la Northwestern University aux États-Unis. "Ce " coup d'œil derrière le rideau " unique a fourni la première occasion de déterminer l'origine du matériau obscurcissant et de suivre en temps réel comment il engloutit le trou noir. "

La recherche aide les astronomes à mieux comprendre les trous noirs supermassifs et le comportement de la matière dans les environnements de gravité extrême qui les entourent. L'équipe affirme que l'AT2019qiz pourrait même servir de "pierre de Rosette" pour interpréter les futures observations d'événements de perturbation des marées. Le télescope extrêmement grand de l'ESO (ELT), devrait commencer à fonctionner cette décennie, permettra aux chercheurs de détecter des événements de perturbation de marée de plus en plus faibles et évoluant plus rapidement, pour résoudre d'autres mystères de la physique des trous noirs.