Lorsqu’ils dévorent une étoile, les trous noirs supermassifs émettent des jets de matière en deux phases : une étude révèle la physique derrière ces phénomènes et permet de prévoir quand cela se produira.
Du point de vue des trous noirs, il s’agit de gros festins à multi-bouchées, avec des morsures bien séparées. Pour les étoiles malheureuses qui finissent dans leurs mâchoires, ce ne sont toutefois que des lente agonie. Parlons des événements de destruction par marée, des phénomènes de destruction d’étoiles qui se rapprochent trop près de l’horizon des événements (la frontière de non-retour) des trous noirs supermassifs.
Les astrophysiciens savaient déjà que ces festins somptueux peuvent ne pas avoir lieu tous en même temps. Désormais, un groupe de chercheurs de Curtin University, en Australie, a découvert que même les flux sortants des trous noirs se produisent en plusieurs étapes — en l’occurrence, en deux moments distincts. La découverte a été publiée dans Nature Astronomy.
En quoi consistent les flux sortants des trous noirs ?
Lors des événements de destruction par marée (tidal disruption event, TDE), lorsqu’un trou noir se nourrit, il ne parvient pas à ingérer toute la matière apportée par l’étoile qu’il attire et en expulse une partie sous forme de flux sortants de gaz et de vents qui traversent la galaxie entière, du noyau vers l’extérieur. Ce sont ces flux que les spécialistes appellent des outflows, et que le sens commun pourrait comparer à des « rots » de matière: ils font l’objet d’études car ils peuvent contribuer à la naissance de nouvelles étoiles.
Due fasi distinte
Les auteurs de l’étude ont analysé une vingtaine d’événements de destruction par marée avec l’aide de radiotélescopes, et ils ont découvert que les trous noirs supermassifs — les plus imposants, dont la masse est des millions à des milliards de fois celle du Soleil — émettent des flux sortants en deux phases distinctes de leur cycle d’accrétion : ce n’est donc pas un hasard, mais bien des moments précis.
Le premier « rots » survient immédiatement, pendant une phase d’accrétion extrêmement intense et rapide ; le second se produit plus tard, des centaines ou des milliers de jours après la destruction de l’étoile, lorsque le flux de matière ingérée chute à environ 2 % du taux maximal auquel un trou noir peut ingérer de la matière.
Ce niveau critique, en dessous duquel se déclenche la seconde éruption, est le même seuil qui déclenche les flux sortants même chez des trous noirs beaucoup plus petits, ceux dont la masse est d’environ 10 à 50 fois celle du Soleil. Le fait que la limite critique soit identique même pour des objets avec des échelles de masse aussi différentes signifie que le même mécanisme physique est à l’œuvre derrière ces émissions des trous noirs.
La découverte permettra aux scientifiques de prévoir avec une plus grande précision les temps de libération de matière par les trous noirs: cela donne la possibilité d’organiser des fenêtres d’observation adaptées avec les meilleurs télescopes, et de libérer un temps précieux pour l’observation d’autres phénomènes.
