Sur le trou noir qui était en fait une “étoile vampire”
Un système stellaire précédemment décrit comme le site du trou noir le plus proche de la Terre ne contient pas réellement de trou noir, selon une nouvelle étude.
À la place, le système HR 6819 abrite un phénomène rare connu sous le nom de variable cataclysmique, dont la principale protagoniste est surnommée “étoile vampire”.
Image d’entête : représentation artistique de l’étoile vampire récemment découverte (au premier plan) et de l’étoile compagne (à l’arrière-plan) qui a été dépouillée de son atmosphère. (ESO / L. Calçada)
En 2020 (lien ci-dessous), une équipe d’astronomes basée à l’Observatoire européen austral (ESO) a publié une étude sur HR 6819. En utilisant les observations du télescope de 2,2 mètres MPG-ESO, ils ont proposé que HR 6819 était un système triple contenant un trou noir, une étoile en orbite autour du trou noir, et une deuxième étoile sur une orbite plus large. Le trou noir de HR 6819 aurait été le plus proche de la Terre observé à ce jour.
Cependant, une autre équipe basée à la KU Leuven, en Belgique, a estimé que les observations pouvaient également être expliquées par un système binaire, avec deux étoiles sur des orbites de longueurs similaires et sans trou noir.
Pour que cette explication alternative soit correcte, il faudrait que l’une des étoiles soit « dépouillée », c’est-à-dire qu’elle ait perdu une grande partie de sa masse au profit de l’autre à un moment donné dans le passé.
Dans le meilleur esprit scientifique, les deux équipes ont décidé de travailler ensemble pour découvrir la vérité.
Selon Abigail Frost, chercheuse à la KU Leuven et responsable de la nouvelle étude :
Nous avions atteint la limite des données existantes. Nous avons donc dû nous tourner vers une stratégie d’observation différente pour départager les deux scénarios proposés par les deux équipes.
Pour Thomas Rivinius, l’un des principaux auteurs de l’étude originale de l’ESO :
Nous étions d’accord sur le fait qu’il y avait deux sources de lumière dans le système, la question était donc de savoir si elles orbitent l’une autour de l’autre de manière rapprochée, comme dans le scénario de l’étoile dépouillée, ou si elles sont très éloignées l’une de l’autre, comme dans le scénario du trou noir.
Cette vue à grand champ montre la région du ciel, dans la constellation du Télescope, où se trouve HR 6819. Cette vue a été créée à partir d’images faisant partie du Digitized Sky Survey 2. (ESO/ Digitized Sky Survey 2/ Davide De Martin)
Le débat a été tranché par les données recueillies à l’aide des instruments GRAVITY et MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) sur le VLTI (Interféromètre du Très Grand Télescope) de l’ESO.
Selon Frost :
MUSE a confirmé qu’il n’y avait pas de compagne brillante dans une orbite plus large, tandis que la haute résolution spatiale de GRAVITY a permis de résoudre deux sources brillantes séparées par seulement un tiers de la distance entre la Terre et le Soleil.
Ces données se sont avérées être la dernière pièce du puzzle et nous ont permis de conclure que HR 6819 est un système binaire sans trou noir.
Cependant, s’ils ont perdu un trou noir, les chercheurs pensent avoir gagné une observation rare d’un phénomène astronomique effrayant.
Dans les systèmes binaires où deux étoiles sont proches l’une de l’autre, il n’est pas rare qu’une étoile « aspire » l’atmosphère de l’autre, un phénomène parfois appelé « vampirisme stellaire ». Les chercheurs pensent avoir observé les conséquences immédiates d’une attaque de vampire stellaire dans HR 6819.
Cette animation montre à quoi pourrait ressembler le système, il est composé d’une étoile de forme aplatie entourée d’un disque (une étoile « vampire » Be ; au premier plan) et d’une étoile de type B qui a été dépouillée de son atmosphère (à l’arrière-plan). (ESO/ L. Calçada)
Selon Julia Bodensteiner, qui a dirigé l’étude proposant le scénario de l’étoile dépouillée lorsqu’elle était doctorante à la KU Leuven et qui est maintenant chargée de recherche à l’ESO :
Alors que l’étoile donneuse a été dépouillée d’une partie de sa matière, l’étoile réceptrice a commencé à tourner plus rapidement. ,Il est extrêmement difficile d’appréhender une telle phase post-interaction, car elle est très courte.
Cela rend nos découvertes pour HR 6819 très excitantes, car elle présente une candidate idéale pour étudier comment ce vampirisme affecte l’évolution des étoiles massives, et à son tour la formation de leurs phénomènes associés, notamment les ondes gravitationnelles et les violentes explosions de supernova.
Loin de conduire à une aigreur, le débat initial sur HR 6819 a permis de nourrir des connaissances scientifiques et de former une nouvelle collaboration entre ces astronomes.
Pour Rivinius :
Non seulement il est normal, mais il devrait être que les résultats soient examinés de près.
Pendant ce temps, la recherche du trou noir le plus proche de la Terre se poursuit.
Discussion entre les deux équipes de chercheurs. Une équipe a trouvé un trou noir, l’autre a contesté ses résultats. (ESO)
L’étude publiée dans Astronomy & Astrophysics : HR 6819 is a binary system with no black hole et présentée sur le site de l’Observatoire européen austral : “Closest black hole” system found to contain no black hole.