Une étoile échappe à la destruction par un trou noir en se transformant en naine blanche

Dans la majorité des cas, quand une étoile s’approche trop près d’un trou noir supermassif, elle subit ce que les astrophysiciens appellent un événement de rupture par effet de marée (TDE) ; en d’autres termes, l’étoile est déchirée par les effets de marée gravitationnelle du trou noir. Cependant, certaines étoiles parviennent de justesse à échapper à la destruction totale. C’est le cas d’une géante rouge qui, après s’être approchée un peu trop près d’un trou noir supermassif, est parvenue à éviter le TDE au prix d’une transformation en naine blanche. 

Un astrophysicien pense avoir repéré une naine blanche émettant des sursauts lumineux, des signaux de détresse provenant de son orbite chaotiquement proche d’un trou noir. Et alors qu’une telle naine blanche est généralement le résultat d’une étoile ayant épuisé toutes ses réserves de carburant, le chercheur pense que c’est le trou noir lui-même qui a absorbé tout le gaz restant de la géante rouge, entraînant sa mort prématurée.

« Dans mon interprétation des données radiographiques, la naine blanche a survécu, mais elle n’a pas pour autant échappé au trou noir. Elle est maintenant prise dans une orbite elliptique autour du trou noir, l’orbitant environ une fois toutes les neuf heures », explique Andrew King, auteur des nouvelles recherches et astrophysicien à l’Université de Leicester au Royaume-Uni.

Un pic de rayons X galactique cyclique

Les nouvelles recherches de King sont basées sur des observations recueillies par l’observatoire de rayons X Chandra de la NASA et le télescope à rayons X XMM-Newton de l’Agence spatiale européenne. Ce duo s’est concentré sur la situation qui se déroule dans une galaxie appelée GSN 069, située à environ 250 millions d’années-lumière de la Terre.

Toutes les neuf heures environ, la galaxie connaît un pic d’émissions de rayons X. En analysant ces pics, King a développé sa théorie d’un événement de rupture par effet de marée (TDE) évité de justesse. Quand la géante rouge s’est approchée pour la première fois trop près, le trou noir a arraché tout son hydrogène, ne laissant qu’une naine blanche comme résultat.

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La lente agonie de la naine blanche

Mais le trou noir, qui fait environ 400’000 fois la masse du Soleil — une masse relativement faible pour un trou noir supermassif — n’a pas pu terminer son travail. Au lieu de cela, il a piégé la naine blanche sur une orbite elliptique de neuf heures, et au point le plus proche de chaque orbite, le trou noir aspire à nouveau un peu plus la matière de l’étoile.

« Elle tenta de s’échapper, mais il n’y a pas d’échappatoire. Le trou noir la mangera de plus en plus lentement, mais ne s’arrêtera jamais », déclare King. À l’heure actuelle, a-t-il calculé, l’étoile représente environ un cinquième de la masse de notre soleil. Mais dans environ un milliard de milliards d’années, si la dynamique se poursuit, elle pourrait parvenir à la même masse que Jupiter.

Vidéo expliquant les résultats de l’étude :

Sources : MNRAS