Résurrection stellaire : certains trous noirs peuvent temporairement redonner vie à des étoiles mourantes
Une nouvelle étude suggère que les trous noirs de taille moyenne peuvent réanimer des étoiles mortes, ne serait-ce que momentanément.
Une équipe d’astronomes a réalisé des simulations informatiques pour déterminer ce qui se passe lorsqu’un corps stellaire calciné, connu sous le nom de naine blanche, passe près d’un trou noir de masse intermédiaire, qui fait entre 1 000 et 10 000 fois la masse du Soleil.
Les chercheurs ont déterminé que la puissante gravité du trou noir peut étirer et déformer les entrailles inertes des naines blanches au point que les processus de fusion nucléaire peuvent se raviver pendant quelques secondes, convertissant l’hélium, le carbone et l’oxygène en éléments plus lourds tels que le fer.
Simulation par ordinateur d’une naine blanche perturbée par l’effet de marée (force gravitationnelle) d’un trou noir de 1 000 masses solaires. (Chris Fragile et Col./ College of Charleston)
De tels « Événements de rupture par effet de marée » peuvent également générer des ondes gravitationnelles, les ondulations dans l’espace-temps prédites par Albert Einstein il y a un siècle et détectées pour la première fois directement en 2015 par le Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO).
Le LIGO ne peut probablement pas capter ces ondes gravitationnelles spécifiques, selon les membres de l’équipe de l’étude, mais de futurs instruments, comme le Laser Interferometer Space Antenna (LISA) de l’Agence spatiale européenne, dont le lancement est prévu en 2034, pourraient être en mesure de le faire.
Et, toujours selon l’étude, d’énormes quantités de matériaux provenant de naines blanches “extrêmement perturbées”, déchiquetés par un trou noir, peuvent être aspirées par ce dernier, provoquant de puissantes rafales de rayonnement que les télescopes actuels sont capables de détecter.
Les nouveaux résultats suggèrent un moyen d’en savoir plus sur les trous noirs intermédiaires, qui se sont révélés étonnamment difficiles à étudier. Les astronomes ont trouvé beaucoup de petits trous noirs (de masse stellaire), et des trous noirs supermassifs contenant des millions ou des milliards de masses solaires sont connus pour se cacher au cœur de la plupart, sinon de toutes les galaxies. Mais leurs cousins intermédiaires sont restés insaisissables jusqu’à présent.
Selon Chris Fragile, professeur de physique et d’astronomie au College of Charleston en Caroline du Sud et coauteur de l’étude :
Il est important de savoir combien de trous noirs de masse intermédiaire existent, car cela aidera à répondre à la question de savoir d’où viennent les trous noirs supermassifs. Trouver des trous noirs de masse intermédiaire par des perturbations des marées serait un énorme progrès.
Les chercheurs précisent que les trous noirs supermassifs ne sont pas de grands perturbateurs. Ces géants sont susceptibles de dévorer une naine blanche avant de la perturber sensiblement.
Cette représentation artistique présente un trou noir supermassif entouré d’un disque d’accrétion de matière en rotation comprenant les restes d’une étoile déchiquetée. (ESO / ESA / Hubble / M. Kornmesser)
Ou…
Cette étude décrit également un scénario que notre propre soleil traversera dans un avenir lointain. Chaque étoile qui commence sa vie avec environ 8 masses solaires ou moins finira comme une naine blanche super dense. Ce destin attend notre soleil dans 5 milliards d’années environ. Après avoir épuisé son stock d’hydrogène, il se transformera en géante rouge et s’effondrera en une naine blanche.
L’étude disponible (PDF) sur arXiv : Relativistic Tidal Disruption and Nuclear Ignition of White Dwarf Stars et présentée sur le site du College of Charleston : Professor Discovers New Information About Black Holes.