L’étoile capturée a connu plusieurs rencontres rapprochées avec un trou noir supermassif dans une galaxie lointaine – et peut même avoir échappé à la matière déchiquetée en raison de ses forces de marée gravitationnelles massives.
détruire un Star par les forces gravitationnelles de Trou noir géant Il s’agit d’une affaire violente connue sous le nom d’événement de perturbation des marées (TDE). Le gaz est extrait de l’étoile et subit un processus de « spaghettichénisation », dans lequel il est déchiqueté et étiré en flux de matière chaude qui circulent autour Trou noir, formant un disque d’accrétion temporaire et très brillant. De notre point de vue, le centre galaxie Le trou noir supermassif semble briller.
Le 8 septembre 2018, le All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASASSN) a détecté une lueur dans le noyau d’une galaxie lointaine à 893 millions d’années-lumière. La fusée a été classée comme AT2018fyk, et elle avait toutes les caractéristiques d’un TDE. Divers télescopes à rayons X, y compris les télescopes de la NASA Rapideen Europe XMM-Newtonles Joli Instrument installé sur la Station spatiale internationale, allemand AérositaNotez que le trou noir brille de mille feux. Normalement, les TDE montrent une diminution régulière de la luminosité sur plusieurs années, mais lorsque les astronomes ont regardé AT2018fyk environ 600 jours après leur première observation, les rayons X ont rapidement disparu. Encore plus déroutant, 600 jours après cela, le trou noir a soudainement éclaté à nouveau. Qu’est-ce arrivé?
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« Jusqu’à présent, l’hypothèse était que lorsque nous voyons les conséquences d’une rencontre rapprochée entre une étoile et un trou noir supermassif, le résultat sera fatal pour l’étoile ; c’est-à-dire que l’étoile est complètement détruite », a déclaré Thomas Weavers, astronome à l’Observatoire européen austral et auteur de nouvelles recherches sur l’événement. , dans un déclaration. « Mais contrairement à tous les autres TDE que nous connaissons, lorsque nous avons de nouveau pointé nos télescopes au même endroit plusieurs années plus tard, nous avons constaté qu’ils s’étaient rééclaircis. »
Wevers a dirigé une équipe d’astronomes qui ont réalisé que les éruptions répétées étaient la signature d’une étoile qui a survécu à un TDE et a terminé une autre orbite pour un deuxième TDE. Pour expliquer pleinement ce qu’ils observaient, le groupe de Wevers a développé un modèle de « TDE récurrent partiel ».
Dans leur modèle, la star était autrefois membre du système binaire qui est passé près du trou noir au centre de sa galaxie. La gravité du trou noir a repoussé l’une des étoiles, et elle s’est transformée en un emballement Étoile de vitesse Course à 600 miles (1 000 km) par seconde hors de la galaxie. L’autre étoile est devenue étroitement liée au trou noir, sur une orbite elliptique de 1 200 jours qui l’a amenée vers ce que les scientifiques appellent le rayon de marée – la distance du trou noir à laquelle l’étoile commence à être déchirée par les marées gravitationnelles émanant de le trou noir.
Parce que l’étoile n’était pas dans son rayon de marée, seule une partie de son matériau a été dépouillée, laissant un noyau stellaire dense qui a continué sur son orbite autour du trou noir. Il faut environ 600 jours pour que le matériau que le trou noir extrait d’une étoile forme un disque d’accrétion, donc au moment où les astronomes ont vu la lueur du système, l’étoile était en sécurité, près du point le plus éloigné de son orbite.
Mais lorsque le noyau de l’étoile a recommencé à s’approcher du trou noir, environ 1 200 jours après leur première rencontre, l’étoile a commencé à récupérer une partie de son matériau du disque d’accrétion, provoquant la disparition soudaine de l’émission de rayons X. « Lorsque le noyau retourne dans le trou noir, il vole essentiellement tout le gaz du trou noir par gravité, et par conséquent, il n’y a pas d’accumulation de matière, donc le système devient sombre », a déclaré Dheeraj Pasham, co-auteur. de l’étude et un astrophysicien de la revue Science du Massachusetts Institute of Technology, par déclaration.
Mais le trou noir la gravité Il rend rapidement la pareille et vole plus d’objets à l’approche de la star. Comme cela s’est produit lors de la rencontre initiale, il y a un décalage de 600 jours entre le trou noir grignotant l’étoile et la formation du disque d’accrétion, ce qui explique pourquoi la lueur des rayons X a redémarré lorsque cela s’est produit.
Depuis l’orbite de l’étoile, l’équipe de Wavers a estimé que le trou noir faisait environ 80 millions de fois la masse de notre Soleil, soit environ 20 fois la masse du trou noir au centre de notre planète. voie LactéeEt arquer un *.
L’équipe des tisserands n’aura pas à attendre longtemps pour voir si la théorie s’avère vraie. Les scientifiques s’attendent à ce qu’AT2018fyk s’assombrisse à nouveau en août, lorsque le noyau de l’étoile se rallume, et redevienne plus brillant en mars 2025 lorsque de nouveaux matériaux commenceront à s’accumuler sur le trou noir.
Cependant, il existe une complication potentielle dans la quantité de masse que l’étoile a perdue au profit du trou noir. La quantité de masse perdue dépend en partie de la vitesse de rotation de l’étoile, que le trou noir peut affecter. Si l’étoile tournait presque assez vite pour se briser, le trou noir volerait facilement de la matière, ajoutant à la perte de masse.
« Si la perte de masse n’est qu’au niveau de 1%, nous nous attendrions à ce que l’étoile survive à beaucoup plus de rencontres, alors que si elle est plus proche de 10%, l’étoile a peut-être déjà été détruite », a déclaré Eric Coughlin, co-auteur de l’étude. étude de l’Université de Syracuse à New York, a-t-il déclaré dans le communiqué.
Quoi qu’il en soit, les TDE et TDE partiels répétés offrent une fenêtre rare sur la vie des trous noirs supermassifs que nous ne pouvons normalement pas détecter car ils sont endormis. Ceci est important pour mesurer leur masse et déterminer comment les trous noirs ont évolué, puis comment la galaxie autour du trou noir a également évolué tout au long de l’histoire cosmique.
Les résultats ont été présentés lors de la 241e réunion de l’American Astronomical Society et publiés dans Lettres du journal astrophysiquetous deux le 12 janvier.
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