Les trous noirs ne sont pas les aspirateurs silencieux de la science-fiction. Ils sont en désordre. Violemment donc.
Les astronomes utilisant le Very Large Telescope (VLT) ont capturé un rare aperçu de ce chaos. Le sujet est Swift J1727.8-1613, un système situé à environ 8 800 années-lumière de la Terre. Ce trou noir spécifique a connu une frénésie alimentaire en 2023. Il est devenu l’une des sources de rayons X les plus brillantes visibles depuis notre planète.
Mais voici le tournant. La suite n’a pas été tranquille. Il y avait du vent.
Pourquoi les trous noirs sont des mangeurs moins efficaces que nous le pensions
L’hypothèse courante est que les trous noirs sont des gouffres sans fond. La matière entre. La lumière s’éteint. Jeu terminé.
Les données sur Swift J1727.8-1613 ne sont pas d’accord.
Une équipe dirigée par Noel Castro Segura de l’Université de Warwick a observé ce trou noir dépouiller une étoile compagnon. Ils s’attendaient à voir tout aspiré dans l’horizon des événements. Au lieu de cela, ils ont vu un système digestif complexe à l’œuvre. Certains matériaux ont été mangés. Une grande partie a été projetée dans l’espace à grande vitesse.
“Ce à quoi nous assistons est bien plus qu’une simple déglutition. La matière tombe, le système traite la matière et une quantité surprenante est à nouveau expulsée.”
L’équipe a découvert quelque chose de contre-intuitif. Les sorties les plus importantes se sont produites lorsque la faim du trou noir était en réalité inférieure à ce que l’on pensait auparavant. C’est comme si quelqu’un finissait un repas en jetant la moitié de la nourriture contre le mur.
Si les trous noirs ne peuvent même pas conserver leurs repas, qu’est-ce que cela signifie pour l’évolution des étoiles ?
Observer l’évolution du disque d’accrétion au fil du temps
La plupart des études portent sur un seul moment. Une explosion. Un éclair. Puis ils détournent le regard.
Segura et ses collègues ne se sont pas arrêtés. Ils ont observé l’évolution du système en temps réel. Ils ont regardé le « film » d’un trou noir en train de se nourrir.
Voici à quoi cela ressemble physiquement :
1. Une étoile se rapproche trop.
2. La gravité du trou noir le déchire.
3. La matière stellaire ne tombe pas directement. Elle a un moment cinétique.
4. Il tourbillonne dans une structure appelée disque d’accrétion.
Le disque surchauffe. Ça brille. Les forces de friction et de marée le préparent.
Alors que le trou noir projetait des jets de plasma, le disque d’accrétion lui-même changeait de forme. Il s’est déformé. Il s’est ajusté. Le lien entre la matière qui tombe et les jets en éruption n’est pas seulement une relation de cause à effet. C’est une boucle de rétroaction. Le système parle tout seul.
Et quand la frénésie alimentaire s’est arrêtée ? Les vents ne se sont pas arrêtés là.
Un gaz dense a continué à s’écouler. Le trou noir a continué à perdre de la masse. Les chercheurs suggèrent que la quantité totale de matière rejetée dans l’espace pourrait être égale à la quantité réellement consommée. La moitié du repas perdu. A moitié mangé.
Comment l’éjection du jet modifie les modèles d’évolution stellaire
Il ne s’agit pas seulement d’un trou noir. Il s’agit de la façon dont nous calculons le cycle de vie des étoiles binaires à travers les galaxies.
Si la moitié de la matière est éjectée au lieu d’être accumulée, alors les trous noirs sont bien moins efficaces en termes de croissance que ne le supposent nos modèles actuels. Cela change les calculs. Cela change les délais.
Kyle Solomons, chercheur doctorant à l’Université du Cap qui a participé à l’étude, a souligné que nous ne regardons généralement que la première partie.
“Nous sommes généralement attirés par les feux d’artifice dramatiques… mais nos observations montrent que la finale peut être la partie la plus intense.”
L’« indigestion cosmique » de Swift J1727.5-1613 fournit l’image la plus claire que nous ayons jamais eue de ce processus. Il ne s’agit pas seulement de la gravité qui attire les choses. Il s’agit de la pression qui les fait sortir.
Le trou noir n’a pas seulement mangé. Cela s’est étouffé. Et ça a craché ça partout dans le quartier.
Alors, qu’arrive-t-il aux débris stellaires éjectés ? Est-ce que cela forme de nouvelles étoiles ? Ou est-ce qu’il s’éloigne simplement dans le vide ? Nous ne le savons pas encore. Mais nous savons maintenant que le trou noir a essayé de le retenir. Échoué. Et j’ai continué à essayer.
