Les astronomes ont observé l’éruption la plus puissante jamais détectée provenant d’un trou noir supermassif, un événement qui serait causé par la perturbation dramatique d’une étoile massive. Cette extraordinaire explosion d’énergie, surnommée « Superman » en raison de son incroyable luminosité, offre une occasion rare d’étudier l’environnement dynamique entourant ces géants cosmiques et offre des indices pour comprendre la variabilité des trous noirs.
Le phénomène : un événement de perturbation des marées (TDE)
L’éruption a émergé d’un noyau galactique actif (AGN), un trou noir supermassif situé au centre d’une galaxie consommant activement de la matière. Situé à près de 20 milliards d’années-lumière, il s’agit de l’un des TDE les plus éloignés jamais détectés. Un événement de perturbation des marées se produit lorsqu’une étoile se rapproche trop de l’immense attraction gravitationnelle d’un trou noir. La gravité du trou noir étire et déchire l’étoile dans un processus appelé spaghettification, libérant une énorme quantité d’énergie.
Difficulté de détection : AGN et variabilité
La détection de ces événements dans les AGN est difficile car les fluctuations de luminosité inhérentes autour des trous noirs actifs rendent difficile la distinction entre un TDE et d’autres sources de variabilité. “Nous savons ce que sont les AGN depuis environ 60 ans et nous savions qu’ils étaient très variables, mais nous ne comprenions pas la variabilité”, explique Matthew Graham du California Institute of Technology. Malgré l’observation de millions d’AGN, la cause sous-jacente de leur variabilité reste un mystère. La luminosité sans précédent de « Superman » offre une avancée potentielle dans la compréhension de ces objets cosmiques.
Démasquer « Superman » : une découverte retardée
Initialement repérée en 2018, l’éruption était initialement supposée provenir d’une galaxie relativement proche, les astronomes n’étant pas en mesure de mesurer sa distance à la Terre. Ce n’est qu’en 2023, grâce à des observations de suivi, que la vaste distance de l’éruption a été révélée, confirmant sa luminosité intrinsèque extraordinairement élevée – bien supérieure à celle initialement estimée. L’éruption a augmenté la luminosité de l’AGN d’un facteur de plus de 40, surpassant considérablement la précédente éruption la plus forte jamais enregistrée par un AGN d’un facteur de 30.
Le coupable : un géant stellaire
La cause la plus probable de cet événement spectaculaire, selon Graham et ses collègues, est la perturbation d’une étoile véritablement massive. Ils estiment que la masse de l’étoile est au moins 30 fois supérieure à celle de notre soleil, et peut-être même beaucoup plus grande.
Pépinières stellaires autour des trous noirs
Autour de chaque trou noir supermassif actif existe un anneau de matière en spirale vers l’intérieur, connu sous le nom de disque d’accrétion. On pense que les conditions intenses au sein de ce disque favorisent la formation d’étoiles massives, même si l’observation directe de ces étoiles reste difficile à observer. “Si notre interprétation est correcte, à savoir qu’il s’agit d’un TDE, alors cela prouve l’existence de ces étoiles massives dans cet environnement, ce que nous soupçonnions”, dit Graham. Cette découverte soutient l’idée selon laquelle les trous noirs supermassifs ne se contentent pas de « bourdonner », mais existent dans des environnements vibrants et dynamiques.
Recherches futures et implications
L’étude de « Superman » au fur et à mesure de sa disparition promet de fournir des informations plus approfondies sur l’environnement entourant les trous noirs supermassifs. Cela pourrait également permettre aux astronomes de développer des modèles pour identifier les TDE dans les AGN, facilitant ainsi la découverte d’un plus grand nombre d’événements. “Souvent, si nous voyons qu’un TDE semble se trouver dans l’un de ces hôtes AGN, nous ne savons pas vraiment s’il s’agit simplement du noyau galactique actif qui agit ou si nous avons réellement un TDE, donc c’est vraiment génial d’avoir quelque chose qui n’est pas ambigu de cette façon”, déclare Vivienne Baldassare de l’Université de l’État de Washington. Cette découverte constitue une étape importante pour élucider les sources de variabilité des AGN et élargir notre compréhension de ces puissants phénomènes cosmiques.
Les détails de cette recherche sont publiés dans The Astrophysical Journal Letters (DOI : 10.3847/2041-8213/ae0b5e).
