Des astronomes détectent une étoile déchirée par un trou noir géant

Tout a commencé le 11 février 2022, à exactement 11 heures 42 minutes et 40 secondes (heure de Paris). Il faisait encore nuit en Californie sur le mont Palomar, où sont installés plusieurs télescopes. L’un d’entre eux est équipé d’une caméra qui scrute le ciel avec un champ de visée assez large, à la recherche de ce que les astronomes appellent des événements transitoires (comètes, astéroïdes mais aussi explosions d’étoiles, etc.). Et, en ce jour d’hiver, cet équipement nommé « Zwicky Transient Facility » (ZTF) voit au firmament une lumière qui n’y était pas auparavant. Ainsi que l’annoncent, mercredi 30 novembre, deux études internationales – l’une parue dans Nature et l’autre dans Nature Astronomy –, cette lumière est l’indice d’un événement aussi lointain que rare : le déchirement d’une étoile par un trou noir géant près duquel elle a eu l’imprudence de passer.

Ecrit ainsi, tout cela semble simple, mais, avant d’arriver à cette conclusion, les astrophysiciens ont dû suivre un long cheminement que nous détaille Susanna Vergani, directrice de recherche CNRS à l’Observatoire de Paris et cosignataire de l’étude de Nature : « Quand le ZTF fait un scan du ciel, il le compare avec le précédent pour détecter les sources transitoires. On en trouve beaucoup chaque nuit et tout le jeu consiste à comprendre la cause de chaque variation. Comme on a développé des outils automatiques pour cela, cette analyse préliminaire est faite très rapidement et les informations sont ensuite disséminées dans un réseau international de chercheurs. »

Lorsque le comportement d’une source lumineuse semble particulièrement intéressant, la communauté astronomique se mobilise pour effectuer une palette d’observations complémentaires à différentes longueurs d’onde. Dans le cas de l’événement du 11 février, baptisé AT 2022cmc, ce sont, au total, vingt et un télescopes qui ont été braqués vers la source. « L’idée est de mettre ensuite toutes les observations ensemble et d’essayer de comprendre de quoi il s’agit », souligne Susanna Vergani. La première hypothèse mettait en scène un sursaut gamma, qui trahit la transformation d’une étoile mourante en trou noir ou en étoile à neutrons, un événement cataclysmique qui envoie dans l’espace une quantité d’énergie considérable. Mais ce scénario ne collait pas avec les observations.

Disque d’accrétion

« La meilleure interprétation fait intervenir un phénomène connu sous le nom d’événement de rupture par effet de marée, tidal disruption event (TDE) en anglais, explique Susanna Vergani. Une étoile est déchirée par la gravité d’un trou noir géant dont elle s’est approchée. » La force d’attraction du trou noir arrache littéralement de la matière à l’étoile, tout comme la manche d’une chemise se déchire lorsqu’on tire trop fort dessus. Cette matière se met alors à tourner autour du trou noir dans ce que les spécialistes appellent un disque d’accrétion.

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