Des scientifiques observent une étoile déchirée par un trou noir très lointain

La dernière observation d'un événement similaire remonte à 2012. Des scientifiques sont parvenus à observer un trou noir supermassif situé à 8,5 milliards d'années-lumière de la Terre en train de dévorer une étoile et d'expulser les restes de son "repas" dans un jet lumineux.

Un tel phénomène est appelé "une rupture par effet de marée" : l'attraction gravitationnelle d'un trou noir est telle que lorsqu'une étoile a le malheur de trop s'en approcher, elle est déchirée. La matière qui la compose se disloque alors, puis tourne très vite autour du trou noir avant qu'une partie n'y soit engloutie à jamais. 

Mais ce phénomène s'accompagne très rarement de l'émission d'un jet lumineux de particules, furtif et voyageant à une vitesse proche de la lumière, issu de la matière de l'étoile. La dernière en date datait de 2012, rappellent deux études parues cette semaine dans les revues Nature et Nature Astronomy.

De nouvelles méthodes de détection se sont développées depuis, dont une puissante caméra installée sur l'observatoire Palomar en Californie. Ce télescope, le "Zwicky Transient Facility", permet de "scanner le ciel" et "détecte chaque nuit des dizaines de jets lumineux dans le ciel et est capable de sélectionner les plus intéressants", explique à l'AFP Susanna Vergani, chercheuse CNRS à l'Observatoire de Paris-PSL.

L'un d'eux a semblé atypique aux scientifiques. En effet, ça n'était pas une supernova (l'explosion d'une étoile en fin de vie qui produit une luminosité hors du commun), ni un sursaut gamma (la source de lumière la plus puissante de l'Univers). Pour comprendre ce phénomène, une coordination internationale d'astronomes a mobilisé des instruments du monde entier pour l'observer sur une grande variété de longueurs d'ondes, des rayons X aux ondes radio.

Les scientifiques ont déterminé que le jet de lumière trouvait son origine, à une distance estimée à 8,5 milliards d'années-lumière de la Terre, autour d'un trou noir probablement tapi au centre de sa galaxie hôte. 

Le jet, baptisé AT2022cmc, est "d'une puissance de plus d'un milliard de milliard de fois la luminosité en rayon X de notre Soleil", détaille Susanna Vergani. Et sa durée est très courte : 30 jours. "Contrairement aux jets des noyaux actifs des galaxies, qui s'étendent sur des échelles beaucoup plus grandes, le jet AT2022cmc est transitoire" et semble dû au fait que le trou noir a déchiré l'étoile.

Quant à l'origine de ce jet, il pourrait venir du disque d'accrétion de matière entourant le trou noir, qui éjecte des particules à ses extrémités. Comme un "tube de dentifrice serré autour de son milieu", décrit l'Observatoire européen austral (ESO). 

Le phénomène, encore mal compris, pourrait être causé par la vitesse de rotation du trou noir : il tournerait suffisamment vite sur lui-même pour arriver à produire un tel jet. Le futur télescope géant LSST (Large Synoptic Survey Telescope), en cours de construction au Chili, devrait permettre de détecter d'autres jets de ce type, et ainsi mieux comprendre les environnements extrêmes entourant les trous noirs.