Des chercheurs de l'Université de Tel-Aviv, sous la direction du Prof. Iair Arcavi du Département d'astrophysique, directeur de l'observatoire de Mitzpe Ramon, ont observé ce qui pourrait être le premier cas confirmé d'une étoile ayant survécu à une rencontre destructrice avec un trou noir supermassif. La découverte repose sur l'observation d'une éruption récente, survenue à l'endroit exact d'une autre explosion totalement semblable enregistrée environ deux ans auparavant, et baptisée AT 2022dbl. Selon les chercheurs, les deux évènements cosmiques ont été causés par la même étoile effectuant deux passages distincts à proximité du trou noir, découverte remettant en cause les hypothèses traditionnelles sur le sort des étoiles qui s'approchent trop près de ces trous monstrueux, et la manière dont les astronomes interprètent ces événements rares et puissants.

L'étude a été réalisée par le Dr. Lydia Makrygianni, ancienne postdoctorante à l'Université de Tel-Aviv, actuellement chercheuse à l'Université de Lancaster au Royaume-Uni, en collaboration avec le Prof. Ehud Nakar, directeur du Département d'astrophysique de l'Université de Tel-Aviv, les étudiantes Sara Faris et Yael Dgany, membres du groupe de recherche du Prof. Arcavi, ainsi que de nombreux collaborateurs internationaux.

Elle a été publiée dans le numéro de juillet 2025 de la prestigieuse revue Astrophysical Journal Letters.

Comment les trous noirs se révèlent

Au centre de presque toutes les grandes galaxies se trouve un trou noir supermassif, dont la masse est des millions, voire des milliards de fois supérieure à celle du soleil. L'un de ces trous monstrueux se trouve au centre de notre propre galaxie, la Voie lactée, et sa découverte a été récompensée par le prix Nobel de physique en 2020.

Pourtant, on ignore encore beaucoup de choses sur la formation de ces trous noirs et leur influence sur les galaxies dans lesquelles elles se trouvent. Un trou noir est une zone de l'espace où la force de gravitation est si forte que même la lumière ne peut s'en échapper. Parce qu'ils n'émettent pas de lumière, leur présence est donc difficile à détecter. Le trou noir de notre galaxie a été identifié par le mouvement des étoiles autour de lui. Mais dans les galaxies lointaines, ces mouvements ne peuvent être observés, et les astronomes doivent s'appuyer sur des événements cosmiques suffisamment puissants pour découvrir leur existence, évènements rares à l'échelle humaine.

En effet, une fois tous les 10 000 à 100 000 ans, une étoile s'approche trop près du trou noir situé au centre de sa galaxie et est déchiqueté par sa gigantesque force d'attraction gravitationnelle. La moitié de la matière de l'étoile est « avalée » par le trou noir, l'autre étant éjectée vers l'extérieur. Lorsque la matière tombe à l'intérieur du trou noir, elle décrit un mouvement circulaire en spirale, un peu comme l'eau qui s'écoule par le trou d'évacuation d'une baignoire. A ceci près que sa vitesse de rotation devient alors proche de celle de la lumière, elle se réchauffe et se met à rayonner intensément. De sorte que, pendant plusieurs semaines, voire plusieurs mois après la rencontre infortunée de la malheureuse étoile, cette éruption « illumine » le trou noir, offrant aux scientifiques une rare occasion d'observer ses propriétés.

Pourtant, curieusement, beaucoup de ces éruptions ne se sont pas comportées comme prévu, leur brillance et leur température étant inférieure aux attentes. Après près d'une décennie de tentatives d'explications, l'éruption récente, similaire à l'explosion AT 2022dbl détectée exactement au même endroit environ deux ans auparavant, pourrait en fournir la raison. Selon les chercheurs, cette répétition inhabituelle suggère que la première éruption pourrait avoir été causée par une désintégration partielle de l'étoile, dont la plus grande partie a survécu, et qui est revenue pour un second passage presque identique au même endroit deux ans plus tard.

Repenser la désintégration des étoiles

« La question est maintenant de savoir si nous assisterons à une troisième éruption dans deux ans, début 2026 », explique le Prof. Arcavi. « Si c'est le cas, cela signifierait que la deuxième éruption résultait également d'une désintégration partielle de l'étoile. Il se peut donc que toutes ces éruptions, que nous interprétons depuis une décennie comme des désintégrations totales d'étoiles, ne soient pas ce que nous pensions. S'il n'y a pas de troisième éruption, il est possible que le deuxième événement ait effectivement constitué la désintégration totale de l'étoile. Cela signifierait alors que la désintégration totale d'une étoile par un trou noir pourrait avoir exactement la même apparence que sa désintégration partielle, possibilité qui avait été précédemment évoquée par le Prof. Tsvi Piran et son équipe de l'Université hébraïque de Jérusalem. Quoi qu'il en soit, nous devrons réécrire notre interprétation de ces éruptions et ce qu'elles peuvent nous apprendre sur les monstres qui se cachent au centre des galaxies ».

Photos  :

1.  Une étoile déchiquetée par un trou noir  (illustration - Crédit : Ignacio de la Calle - Quasar Science Resources for ESA)

2. De gauche à droite: Sara Faris, Yael Dgany et le Prof. Iair Arcavi  (Crédit : Université de Tel-Aviv)

FONDS D'URGENCE

de l'Université de Tel-Aviv

pour aider ses 6 000 étudiants et étudiantes mobilisés par Tsahal

et soutenir l'unité d'études sur le post-trauma de l'Ecole de psychologie

Contactez-nous : 

En France: Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser. Tél. : 01 40 70 18 07 

En Israël : Tél. : 03 640 87 69