Quel casse-croûte. Pour la première fois, les astronomes ont été témoins, en janvier de l’année dernière, d’un trou noir avalant une étoile à neutrons, l’objet le plus dense de l’univers, en quelques fractions de seconde.
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Dix jours plus tard, ils ont observé la même chose, de l’autre côté de l’univers. Dans les deux cas, une étoile à neutrons – dont une cuillère à café pèserait un milliard de tonnes – orbite de plus en plus près de ce point de non-retour, un trou noir, jusqu’à ce que les deux entrent en collision et que l’étoile à neutrons disparaisse dans une zampada.
Les astronomes ont observé les 500 dernières orbites avant que les étoiles ne soient avalées, un processus qui a duré bien moins d’une minute et a généré brièvement autant d’énergie que toute la lumière de l’univers observable.
« Elle a fait un grand zamp rapide et a disparu », a déclaré le co-auteur de l’étude, Patrick Brady, astrophysicien à l’Université du Wisconsin. Le trou noir « a un bon dîner d’une étoile à neutrons et devient un peu plus énorme ».
Les explosions d’énergie provenant des collisions ont été découvertes lorsque des capteurs sur Terre ont détecté des ondes gravitationnelles, des ondes d’énergie cosmique qui voyagent dans le temps et l’espace et qui ont été mentionnées pour la première fois par Albert Einstein. Les ondes provenaient d’une distance de plus d’un milliard d’années-lumière. Ils ont été détectés en janvier 2020, mais l’étude menée par plus de 100 scientifiques qui ont analysé et interprété les données a été publiée mardi dans l’Astrophysical Journal Letters.
Bien que les astronomes aient déjà observé des ondes gravitationnelles provenant de collisions entre deux trous noirs et entre deux étoiles à neutrons, c’est la première fois qu’ils ont vu des collisions entre un trou noir et une étoile à neutrons.
Le trou noir qui a avalé l’étoile à neutrons a une masse comprise entre 7,4 et 10,1 fois celle du Soleil. Bien que plus petite, l’étoile à neutrons avait une masse presque double de celle du Soleil.
La détection de la deuxième collision a eu lieu le 15 janvier 2020. Dans ce cas, les deux objets étaient moins denses que lors de la collision du 5 janvier. Étant donné la taille des trous noirs dans les deux collisions, ils ont réussi à avaler rapidement les étoiles à neutrons, ce qui a empêché la production de lumière détectable par les télescopes.
Les étoiles à neutrons sont les cadavres d’étoiles massives, ce qui reste après la mort d’une étoile géante dans une explosion de supernova. Ils sont si denses qu’ils représentent environ 1,5 à 2 fois la masse de notre Soleil, mais condensés à environ six miles de diamètre. Certains trous noirs, appelés trous noirs stellaires, naissent de l’implosion d’une étoile encore plus grosse, créant un objet dont la gravité est si puissante que même la lumière ne peut s’en échapper.
Les scientifiques pensent qu’il doit y avoir beaucoup plus de ces collisions entre étoiles à neutrons et trous noirs, mais ils n’en ont pas détecté d’autres dans notre galaxie.
