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La mort d’une étoile géante provoque la création d’un trou noir sans passer par une supernova

Illustration d'un trou noir au centre d'une galaxie très dense.
Illustration d'un trou noir au centre d'une galaxie très dense. Universal History Archive/UIG via Getty Images

Des chercheurs américains ont observé la transformation d'une étoile géante en trou noir. Mais, contrairement au processus qu'on pensait établi, celle-ci n'a pas explosée en supernova lors de sa mort.

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Il semble que le processus suivant la mort d'une étoile soit plus complexe que ce que nous pensions. Normalement, une étoile doit, avant de se disloquer pour devenir un trou noir, passer par un état de supernova. Ce phénomène complexe qui suit l'explosion d'une étoile s'accompagne d'une augmentation brève mais immense de sa luminosité.

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Pour la première fois, de nouvelles observations contredisent cette règle, comme le rapporte le site Web de la NASA. Des chercheurs de l'université d'État de l'Ohio ont pu observer la mort d'une étoile géante située à 22 millions d'années lumière de la Terre, sans pouvoir capter le moindre signe d'une supernova.

En combinant la surveillance de cette étoile par le grand télescope binoculaire (LBT) et les télescopes spatiaux Hubble et Spitzer, l'équipe peut affirmer avec certitude que l'étoile N6946-BH1, 25 fois plus grosse que notre Soleil, est morte et s'est transformée en trou noir sans provoquer de supernova. Et ça change tout.

Pas de supernova mais beaucoup d'éclaircissements

En 2009, Chrostopher Kochanek, professeur à l'université d'État de l'Ohio, et son équipe de spécialistes des supernovas, ont pu observer que l'étoile en question commençait à briller légèrement, plus vivement que d'habitude. Ils ont été très étonnés de découvrir sur les images des télescopes que, en 2015, l'étoile avait tout simplement disparu sans que le phénomène lumineux attendu ne se soit produit.

Après avoir vérifié que l'étoile n'était pas caché derrière un nuage de poussière interstellaire et qu'elle n'avait pas simplement diminué en taille et en intensité, les scientifiques se sont rendus à l'évidence : la supernova n'avait pas eu lieu.

"L'idée générale est qu'une étoile ne peut former un trou noir qu'après avoir provoqué une supernova", explique à la NASA Christophe Kochanek. "Si une étoile pouvait disparaître sans supernova et quand même créer un trou noir, cela permettrait d'expliquer pourquoi nous ne voyons pas de supernovas chez les plus grosses étoiles."

Supernovas échouées et trous noirs

Selon les calculs de l'équipe, 10 à 30 % des étoiles géantes mourraient ainsi, sans créer de supernovas. Dans l'étude publiée dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Christopher Kochanek nomme ce phénomène une "supernova ratée".

Ce phénomène apporte une nouvelle lumière sur la création des trous noirs. Pour Krzysztof Stanek, coauteur de l'étude, il ne semblait pas logique qu'une étoile géante puisse libérer ainsi toute son énergie pour créer une supernova et avoir ensuite une masse suffisante pour créer un trou noir géant.

"Je soupçonne qu'il est bien plus facile pour une étoile de créer un trou noir géant en mourant s'il n'y a pas de supernova", conclut-il pour la NASA. Le phénomène doit encore être étudié pour pouvoir en tirer d'autres conséquences et éclaircissements mais une chose est maintenant sûre : la supernova n'est pas une étape obligatoire dans la mort d'une étoile.

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