Des astronomes ont identifié un jet de trou noir si puissant qu’il libèrerait entre mille et cent mille milliards de milliards de fois plus d’énergie que l’Étoile de la Mort de la saga Star Wars. Se déplaçant à une vitesse relativiste, il provient d’un événement de rupture par effet de marée provoqué par une étoile qui a été déchiquetée par le trou noir supermassif et pourrait constituer l’un des événements les plus lumineux et les plus énergétiques observés jusqu’ici dans l’Univers.
Les événements de rupture par effet de marée (TDE) se produisent lorsqu’une étoile s’approche de trop près d’un trou noir et subit son immense attraction gravitationnelle jusqu’à être complètement déchiquetée. Ils sont dénommés ainsi car ils sont provoqués par une dynamique gravitationnelle similaire à celle à l’origine des marées océaniques sur Terre.
Lors d’un TDE cependant, l’attraction gravitationnelle du trou noir détruit l’étoile selon un processus appelé « spaghettification ». Les forces de marée générées par le trou noir font qu’un côté de l’étoile subit une attraction gravitationnelle plus forte que le côté opposé, la faisant s’étirer (d’où l’appellation spaghettification), avant de finalement se déchirer en morceaux. Une petite partie de cette matière dispersée tombe dans le trou noir, tandis que la majeure partie s’enroule autour du bord pour former un disque d’accrétion, sans franchir l’horizon des événements.
Ce processus provoque l’éjection de jets de particules à haute énergie, se déplaçant généralement perpendiculairement au trou noir. Pouvant s’étendre sur des milliers d’années-lumière, ces jets peuvent, dans de rares cas, atteindre des vitesses proches de la lumière. Des chercheurs de l’Université de l’Oregon affirment avoir détecté l’un d’entre eux dans une galaxie relativement calme située à 665 millions d’années-lumière de la Terre.
« Nous présentons des observations radio en cours de l’événement de rupture de marée (TDE) AT2018hyz, qui a été détecté pour la première fois dans les ondes radio 972 jours après la rupture, suite à de multiples non-détections lors de recherches antérieures », écrivent les chercheurs dans leur étude publiée ce mois-ci dans The Astrophysical Journal.
Une énergie comparable à ceux des sursauts gamma
AT2018hyz a été détecté pour la première fois en 2018 avec un télescope optique. Il semblait alors n’être qu’un événement des plus banals jusqu’à ce que, quelques années plus tard, l’équipe détecte une grande quantité d’énergie sous forme d’ondes radio, beaucoup plus importante que celle émise au moment où l’étoile a commencé à être aspirée par le trou noir.
D’après les chercheurs, le fait qu’un trou noir émette autant d’énergie plusieurs années après avoir détruit une étoile est sans précédent. Cela lui a valu le surnom de « Jetty McJetface », en référence au robot sous-marin de recherche britannique Boaty McBoatface, devenu célèbre sur Internet.
« C’est vraiment inhabituel », a déclaré Yvette Cendes, astrophysicienne à l’Université de l’Oregon et responsable des travaux, dans un article de blog. « J’aurais du mal à imaginer un phénomène similaire se produisant sur une période aussi longue », a-t-elle ajouté.
Cendes et ses collègues ont commencé à étudier le trou noir de manière plus approfondie afin de décrypter sa dynamique énergétique. Ils ont utilisé les données de plusieurs radiotélescopes répartis dans plusieurs pays pour calculer les flux d’énergie émis actuellement par le trou noir et prédire comment ils pourraient évoluer.
Les résultats ont révélé que le jet de trou noir a émis, sur la période d’observation, une énergie du même ordre de grandeur que celle de certains sursauts gamma et pourrait figurer parmi les événements les plus énergétiques jamais détectés dans l’Univers. Son énergie atteindrait notamment 5 × 10⁵⁵ ergs, contre environ 2 × 10⁵⁰ ergs pour des jets de trou noir dits standards, selon les chercheurs, en fonction du type de source et de la durée d’émission considérée.
À titre de comparaison, le Soleil n’en émet qu’environ 10³³ ergs à son maximum. En outre, comparée à l’Étoile de la Mort de la saga Star Wars, censée pouvoir détruire des planètes entières, libérerait — selon les estimations avancées par les fans — son énergie serait au moins mille milliards de fois supérieure, voire cent mille milliards de fois supérieure.
Une énergie croissante qui pourrait culminer en 2027
Les données indiquent en outre que le rayonnement TDE s’est propagé dans une seule direction sous la forme d’un jet unique, ce qui pourrait expliquer pourquoi il est passé inaperçu pendant plusieurs années. L’activité du trou noir semblait en effet s’être relativement interrompue avant de reprendre brusquement en 2022, moment à partir duquel l’alignement du jet avec la ligne de visée terrestre l’aurait rendu observable depuis la Terre. Sa production énergétique ne cesse par ailleurs d’augmenter et pourrait culminer vers 2027 avant un déclin progressif.
Cendes et son équipe espèrent détecter d’autres événements similaires en utilisant par exemple le Square Kilometer Array (SKA), dont la mise en service est prévue au cours de la prochaine décennie et qui est capable d’observer dans les ondes radio avec une résolution sans précédent.
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