Il y a des décennies de données de radioastronomie dans les archives de l’Observatoire national de radioastronomie (NRAO), et il y a encore de nouvelles découvertes qui s’y cachent. Les astronomes ont repéré le jet de signature révélateur d’un trou noir dévorant une étoile il y a plusieurs décennies dans les données d’archives recueillies par le télescope Very Large Array (VLA) au Nouveau-Mexique. Selon un nouvel article publié dans The Astrophysical Journal, ce n’est que le deuxième événement candidat de ce type découvert dans le régime radio ; le premier a été découvert en 2020. La découverte a été présentée pratiquement hier lors d’une réunion de l’American Astronomical Society.
Comme nous l’avons signalé précédemment, c’est une idée fausse très répandue que les trous noirs se comportent comme des aspirateurs cosmiques, aspirant voracement toute matière dans leur environnement. En réalité, seules les choses qui passent au-delà de l’horizon des événements, y compris la lumière, sont englouties et ne peuvent pas s’échapper, bien que les trous noirs soient aussi des mangeurs salissants. Cela signifie qu’une partie de la matière d’un objet est en fait éjectée dans un jet puissant.
Si cet objet est une étoile, le processus d’être déchiqueté (ou « spaghettifié ») par les puissantes forces gravitationnelles d’un trou noir se produit en dehors de l’horizon des événements, et une partie de la masse d’origine de l’étoile est éjectée violemment vers l’extérieur. Cela peut à son tour former un anneau de matière en rotation (alias un disque d’accrétion) autour du trou noir qui émet de puissants rayons X et de la lumière visible, et parfois des ondes radio. Ces jets sont un moyen pour les astronomes de déduire indirectement la présence d’un trou noir. Ils sont connus sous le nom d' »événements de perturbation des marées » (TDE).
Par exemple, les astronomes ont annoncé en 2018 la première image directe des conséquences d’une étoile déchiquetée par un trou noir 20 millions de fois plus massif que notre Soleil. La rencontre a eu lieu dans une paire de galaxies en collision appelée Arp 299 à environ 150 millions d’années-lumière de la Terre. Les astronomes ont utilisé une combinaison de télescopes radio et infrarouges, dont le Very Long Baseline Array (VLBA), pour suivre la formation et l’expansion du jet de matière. La matière a été éjectée dans le sillage d’une étoile déchiquetée par un trou noir supermassif au centre de l’une des galaxies en collision.
Les astronomes ont trouvé un autre TDE en 2020 (surnommé AT 2019qiz), qui a fourni la première preuve directe que le gaz sortant pendant la perturbation et l’accrétion produit les puissantes émissions optiques et radio précédemment observées.
Cependant, ces puissants éclats de lumière sont souvent enveloppés derrière un rideau de poussière et de débris interstellaires, ce qui rend difficile pour les astronomes de les repérer ou de les étudier plus en détail à l’aide de télescopes optiques ou à rayons X. « Cette étude démontre la puissance des sondages radio pour découvrir les TDE », a déclaré le co-auteur Vikram Ravi de Caltech, en captant de puissants jets brillant dans le régime des radiofréquences. Les événements sont des outils potentiellement puissants pour étudier le fonctionnement interne des trous noirs.
Le nouveau candidat TDE a été baptisé J1533+2727. Deux des stagiaires du lycée de Ravi l’ont repéré pour la première fois lorsqu’il était postdoctoral à l’Université de Harvard. En parcourant les archives, ils ont remarqué que l’image d’un objet radio lumineux prise au milieu des années 1990 s’était considérablement estompée en 2017. Ils ont trouvé des images du même objet dans les archives du télescope de 300 pieds de Green Bank, qui montrait l’objet avait été encore plus brillante en 1986/1987.
Renforcés par de nouvelles observations prises par le VLA, Ravi et son équipe ont conclu que l’objet était un TDE – le résultat d’un trou noir supermassif au centre d’une galaxie à quelque 500 millions d’années-lumière qui a dévoré une étoile et expulsé une puissante radio jet voyageant près de la vitesse de la lumière. La découverte est publiée conjointement avec des astronomes de l’Université de Toronto, qui ont également trouvé l’objet de manière indépendante.
C’est l’exemple le plus proche de ce type de candidat TDE jamais trouvé, ce qui suggère que de tels événements radio-lumineux pourraient être plus courants que les astronomes ne le pensaient auparavant. Le groupe de Ravi a déjà repéré un autre TDE radio-lumineux possible en utilisant le VLA, bien qu’il puisse également s’agir d’une éruption provenant d’un trou noir supermassif actif.