Une étoile massive anéantie par un trou noir géant

À l’aide de l’observatoire de rayons X Chandra de la NASA, du XMM-Newton de l’ESA et d’autres télescopes, les astronomes ont déterminé qu’un trou noir géant avait détruit une grande étoile et répandu son contenu dans l’espace. En analysant les détails des données radiographiques, l’équipe a pu estimer la quantité relative d’azote par rapport au carbone à la suite de cet assaut gravitationnel. Ces éléments fournissent des indices précieux aux chercheurs sur le type d’étoile qui a disparu.

Représentation artistique de l’événement

Une illustration d’artiste (en tête de cet article) donne vie au «événement de perturbation des marées» (TDE) appelé ASASSN-14li, qui fait l’objet de la dernière étude. Lorsqu’une étoile s’approchait trop près du trou noir supermassif du système, la forte gravité déchirait l’étoile. Cette impression d’artiste représente les conséquences de cette destruction. Après que l’étoile ait été déchirée, une partie de son gaz (rouge) est restée en orbite et est tombée dans le trou noir. Une partie du gaz a été chassée par le vent (bleu).

Analyser les éléments

Les scientifiques ont utilisé un spectre de rayons X – c’est-à-dire un tracé de la luminosité des rayons X par rapport à la longueur d’onde – de Chandra et XMM pour sonder les éléments contenus dans ce vent. Le spectre Chandra est présenté dans l’encadré, où les données sont colorées en bleu (lignes irrégulières) et les incertitudes pour chaque point de données sont des lignes verticales bleues. Un modèle du spectre est donné en rouge, mettant en évidence la détection de l’azote par le creux du spectre, et la non-détection du carbone par l’absence de creux.

Spectre des rayons X, Chandra. Crédit : NASA/CXC/Univ du Michigan/J. Miller et coll.; Illustration : NASA/CXC/M.Weiss

La quantité d’azote et la quantité maximale de carbone qui pourrait échapper à la détection fournissent une valeur minimale pour le rapport azote/carbone qui concorde avec les données. Cette valeur indique que l’étoile déchiquetée d’ASASSN-14li avait environ trois fois la masse du Soleil. Cela en ferait l’une des plus grandes étoiles jamais dévastées lors d’un TDE.

Contexte historique et implications futures

ASASSN-14li a été découvert pour la première fois en novembre 2014 par des télescopes au sol, lorsqu’il a été réalisé qu’il s’agissait du TDE le plus proche de la Terre depuis environ une décennie. Depuis, de nombreux télescopes, dont Chandra, ont observé ce système.

En plus de la taille inhabituelle de l’étoile détruite et de la capacité d’effectuer des analyses médico-légales détaillées, ASASSN-14li est également passionnant en raison de ce qu’il signifie pour les études futures. Les astronomes ont vu des étoiles moyennement massives comme ASASSN-14li dans l’amas d’étoiles contenant le trou noir supermassif au centre de notre galaxie. Par conséquent, la capacité d’estimer les masses stellaires des étoiles perturbées par les marées donne potentiellement aux astronomes un moyen d’identifier la présence d’amas d’étoiles autour des trous noirs supermassifs dans des galaxies plus lointaines.

Jusqu’à cette étude, il existait une forte possibilité que les éléments observés dans les rayons X provenaient de gaz libérés lors d’éruptions précédentes par le trou noir supermassif. La configuration des éléments analysés ici semble cependant provenir d’une seule étoile.

Référence : « Preuve d’une perturbation stellaire massive dans le spectre des rayons X d’ASASSN-14li » par Jon M. Miller, Brenna Mockler, Enrico Ramirez-Ruiz, Paul A. Draghis, Jeremy J. Drake, John Raymond, Mark T. Reynolds, Xin Xiang, Sol Bin Yun et Abderahmen Zoghbi, 21 août 2023, Le

” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>Lettres du journal astrophysique.
DOI : 10.3847/2041-8213/ace03c

Un article décrivant ces résultats a été publié dans Les lettres du journal astrophysique. Les auteurs sont Jon M. Miller (Université du Michigan, Ann Arbor), Brenna Mockler (Observatoires Carnegie), Enrico Ramirez-Ruiz (Université de Californie, Santa Cruz), Paul Draghis (Université du Michigan), Jeremy Drake (Centre d’astrophysique). | Harvard & Smithsonian), John Raymond (

” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>CfA), Mark Reynolds (Université du Michigan), Xin Xiang (Université du Michigan), Sol Bin Yun (Université du Michigan) et Abderahmen Zoghbi (Université du Maryland).

Le Marshall Space Flight Center de la NASA gère le programme Chandra. Le Chandra X-ray Center du Smithsonian Astrophysical Observatory contrôle les opérations scientifiques depuis Cambridge, dans le Massachusetts, et les opérations aériennes depuis Burlington, dans le Massachusetts.