Les astronomes détectent les rots d’un cannibale interstellaire à 480 millions d’années-lumière

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  • Une équipe multinationale d’astronomes a découvert ce qui se passe lorsqu’une grande étoile mange accidentellement un trou noir ou une étoile à neutrons : elle émet un rot à l’échelle galactique d’une violence catastrophique qui peut être détectée à plus de 450 millions d’années-lumière.

    Stellar boffins a déjà théorisé ce qui se passerait dans cette situation, mais maintenant un groupe basé aux États-Unis, en Israël, au Canada et au Japon a publié un article dans le journal Science [behind paywall] et sur Arxiv, qui explique comment ils ont réussi à observer le phénomène à l’aide de travaux de détective et d’informations provenant d’un certain nombre d’instruments et de réseaux différents.

    L’histoire commence, comme Guerres des étoiles, il y a très, très longtemps, dans une petite galaxie en formation d’étoiles très, très loin (quelque 480 millions d’années-lumière). Dans ce cas, mettant en vedette un objet au nom accrocheur de VT 1210+4956 à la périphérie galactique. Les scientifiques ont appris à partir des données d’une étude appelée Very Large Array Star Survey (VLASS) qu’il avait commencé à pomper d’énormes quantités d’ondes radio, mais qu’il n’avait pas été dans une autre étude précédente utilisant le même réseau de télescopes.

    D’autres investigations ont révélé qu’un instrument appelé MAXI (Monitor of All-sky X-ray Image) à bord de la Station spatiale internationale avait détecté une rafale massive de rayons X provenant du même objet en 2014. Cette rafale n’avait duré que 15 secondes. , mais pendant ce temps ses émissions d’énergie avaient été de 10 mille milliards fois supérieures à celles du Soleil.

    C’était un événement non négligeable.

    Les blouses blanches étonnées ont découvert que le seul processus qui aurait pu créer cette séquence était une supernova d’effondrement du noyau déclenché par la fusion, alias l’incident de cannibalisme stellaire mentionné plus tôt.

    Je t’ai sous la peau…

    Ce processus peut se produire parce que les étoiles massives capables de finir leur vie dans une supernova sont souvent créées par paires appelées systèmes binaires, qui orbitent les unes autour des autres. Dans un système binaire, l’une des étoiles sera inévitablement plus grande que l’autre parce que l’univers – ou du moins, notre partie de celui-ci – est un endroit imparfait.

    Parce que les deux étoiles sont très grandes, leur masse immense les fera brûler très chaudement et leur durée de vie en termes galactiques sera relativement courte. Des deux étoiles, la plus grosse brûlera plus chaud et utilisera son combustible nucléaire plus rapidement, avant de gonfler en une étoile supergéante et finalement d’exploser en une supernova. Dans le cas d’une fusion, les choses deviennent alors très étranges.

    Les restes de la première étoile, sans les processus nucléaires nécessaires pour contrer l’immense gravité créée par sa masse, s’effondreront en une étoile à neutrons ultra-dense ou la singularité gravitationnelle d’un trou noir, phénomènes collectivement connus sous le nom d’objets compacts.

    Nous nous retrouvons maintenant avec une étoile massive approchant la fin de sa durée de vie autour d’un objet compact beaucoup plus petit, mais toujours gravitationnellement immense. Lorsque la deuxième étoile se gonfle en une supergéante, elle y trouve déjà un objet compact : en fait, la supergéante peut augmenter de taille à un point tel qu’elle s’étend au-delà de l’orbite de l’objet compact et le corps plus petit finit par à l’intérieur le plus grand. Ce qui s’ensuit est le pire cas d’indigestion dans la galaxie.

    L’objet compact commence à aspirer la matière des couches externes de l’étoile, tandis qu’en même temps l’interaction de l’orbite de l’objet compact et la rotation de l’étoile en projette des quantités massives dans l’espace dans une énorme spirale de gaz.

    Ce processus se poursuit pendant quelques centaines d’années, l’objet compact se déplaçant de plus en plus profondément sous la surface de l’étoile, projetant des flux de gaz en spirale jusqu’à ce qu’il atteigne enfin le noyau.

    À ce stade, l’interaction entre les deux partenaires binaires, qui a été très énergique mais semble étrangement calme en termes humains – les siècles ne sont pas une dénomination du temps souvent utilisée en référence aux étoiles – devient soudainement très explosive.

    La matière du noyau de l’étoile interagit avec l’intrus, créant un disque super chaud de matière s’étendant vers l’extérieur et d’immenses jets d’énergie et de matière jaillissant perpendiculairement au disque à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. Ces émissions entrent en collision avec de la matière se déplaçant plus lentement autour de l’étoile avec une énergie incroyable, créant une explosion de rayons X que vous pouvez voir à 480 millions d’années-lumière.

    “Ce jet est ce qui a produit les rayons X vus par l’instrument MAXI à bord de la Station spatiale internationale, et cela confirme la date de cet événement en 2014”, a déclaré Dillon Dong, étudiant diplômé à Caltech et auteur principal de l’article dans un entretien avec l’Observatoire national de radioastronomie.

    Pendant ce temps, l’intrusion de l’objet compact dans le noyau de l’étoile le fait exploser en supernova presque instantanément. Le matériau de cette explosion est également éjecté vers l’extérieur à grande vitesse et après quelques années, il rattrape les gaz éjectés plus tôt et s’y écrase.

    “L’étoile compagne allait finir par exploser, mais cette fusion a accéléré le processus”, a ajouté Dong.

    Cela crée une nouvelle rafale d’ondes radio que vous pouvez également voir à 480 millions d’années-lumière.

    Le résultat ultime de tout cet argy-bargy interstellaire est une paire d’objets compacts – trous noirs, étoiles à neutrons ou l’un de chacun – en orbite l’un autour de l’autre comme auparavant, entourés d’un nuage en expansion de gaz très brillant.

    Une histoire salutaire qui prouve que le cannibalisme est très mauvais pour vous et vous donne un gaz terrible et brillant qui peut être vu à 480 millions d’années-lumière.

    “De toutes les choses que nous pensions découvrir avec VLASS”, a déclaré Gregg Hallinan de Caltech, l’un des co-auteurs de l’article, “ce n’en faisait pas partie”.

    Eh bien, vous ne le feriez pas. Mais il s’avère que la galaxie est un endroit cruel, impitoyable et étonnamment venteux. ®

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