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Il y a quelque chose de vraiment étrange au centre de la Voie lactée… Bien entendu, se trouver à proximité d’un trou noir supermassif est déjà assez particulier en soit, mais des astronomes ont récemment découvert six objets en orbite autour de Sagittarius A* qui ne ressemblent à rien d’autre dans la galaxie.

Ces objets en orbite autour du trou noir supermassif de notre galaxie sont si particuliers qu’on leur a attribué une toute nouvelle classe, que les astronomes appellent désormais les objets G.

Les deux objets découverts en premier, nommés respectivement G1 et G2, ont tout d’abord attiré l’attention des astronomes il y a près de deux décennies déjà, avec leurs orbites et leur nature étranges progressivement reconstituées au cours des années suivantes.

Ces objets semblaient être des nuages de gaz géants de 100 unités astronomiques (100 UA = 100 fois la distance Terre-Soleil, qui est d’environ 150 millions de kilomètres), s’étirant lorsqu’ils se sont approchés du trou noir, avec des spectres d’émission de gaz et de poussière. Cependant, G1 et G2 ne se comportaient pas comme des nuages de gaz…

« Ces objets ressemblent à des concentrations de gaz mais se comportent comme des étoiles », a expliqué la physicienne et astronome Andrea Ghez de l’Université de Californie à Los Angeles. À noter que Ghez et ses collègues étudient le centre galactique depuis plus de 20 ans.

À présent, sur la base de ces données, une équipe d’astronomes dirigée par Anna Ciurlo de l’UCLA, a identifié quatre autres de ces objets : G3, G4, G5 et G6. Ces derniers (G3 à G6) sont sur des orbites très différentes de G1 et G2 (voir image ci-dessous). Ensemble, les objets G ont des périodes orbitales qui varient de 170 ans à 1600 ans.

centre galactique objet g

Les orbites des objets G au centre de notre galaxie, avec le trou noir supermassif Sgr A* marqué d’une croix blanche. Les étoiles et poussières sont visibles en arrière-plan. Crédits : Anna Ciurlo/Tuan Do/UCLA Galactic Center Group

À l’heure actuelle, les scientifiques ne savent pas encore exactement ce qu’ils sont réellement, mais l’émergence intacte de G2 à partir de la périapside de 2014 (c’est-à-dire le point le plus proche de son orbite par rapport au trou noir), était, selon Ghez, un indice important. « Au moment de l’approche la plus proche, G2 avait une signature vraiment étrange », a-t-elle déclaré.

« Nous avions déjà vu l’objet, mais il n’avait pas l’air si particulier jusqu’à ce qu’il se rapproche du trou noir, qu’il s’allonge et qu’une grande partie de son gaz ait été déchiré. Puis il s’est transformé en un objet vraiment allongé et déformé à son approche la moins éloignée et a perdu sa ‘coque’ extérieure. À présent, il redevient à nouveau plus compact », a-t-elle ajouté.

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Vue d’artiste des objets G (avec les centres des objets en rouge), orbitant autour du trou noir supermassif Sgr A* situé au centre de notre galaxie. Le trou noir est représenté comme une sphère noire à l’intérieur d’un anneau blanc (au centre de l’image). Crédits : Jack Ciurlo/UCLA

Auparavant, les scientifiques pensaient que l’objet G2 était un nuage d’hydrogène gazeux qui allait se déchirer et être totalement absorbé par Sgr A*, ce qui aurait produit des véritables feux d’artifice à accrétion de trous noirs supermassifs. Le fait que rien ne se soit produit a été définit plus tard comme étant un “pétillement cosmique”.

Des éléments de réponse dans les étoiles binaires massives

Les astronomes pensent que la réponse réside dans les étoiles binaires massives : en effet, la plupart du temps, ces étoiles jumelles, enfermées dans une orbite mutuelle, vivent leurs vies d’étoiles jumelles sans accros. Mais parfois, tout comme les trous noirs binaires, elles peuvent entrer en collision les unes avec les autres, fusionner et former par la suite une grande étoile.

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Lorsque cela se produit, ces étoiles produisent un vaste nuage de poussière et de gaz qui entoure la nouvelle étoile pendant environ un million d’années après la collision. « Quelque chose doit avoir gardé [G2] compact, et lui aurait permis de survivre à sa rencontre avec le trou noir. C’est la preuve de la présence d’un objet stellaire à l’intérieur de G2 », a expliqué Ciurlo.

Qu’en est-il des cinq autres objets ?

Selon les chercheurs, ils pourraient tous aussi bien résulter de fusions d’étoiles binaires. Il faut savoir que la majorité des étoiles dans le centre galactique sont très massives, et la plupart font partie d’un système binaire. De plus, selon les astronomes, les forces gravitationnelles extrêmes qui sont en jeu autour de Sgr A* pourraient bien être suffisantes pour déstabiliser leurs orbites binaires avec une fréquence relative.

« Les fusions d’étoiles pourraient se produire dans l’Univers plus souvent que nous ne le pensions auparavant, et sont même probablement assez courantes », a déclaré Ghez.

« Il se pourrait bien que les trous noirs puissent conduire les étoiles binaires à fusionner. Il est possible que bon nombre des étoiles que nous observons et ne comprenons pas soient le résultat final de fusions (…). Nous apprenons comment les galaxies et les trous noirs évoluent. La manière dont les étoiles binaires interagissent entre elles et avec le trou noir est très différente de la façon dont les étoiles simples interagissent entre elles, et avec un trou noir », expliquent les chercheurs.

En apprendre davantage sur ces mystérieux objets G ne peut que fournir des informations précieuses qui aideront les chercheurs à résoudre différents mystères de l’Univers. Bien entendu, les concernant, il reste encore beaucoup à découvrir et à comprendre.

Source : Nature

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