Les astronomes viennent de repérer une étoile qui tourne autour d’un vaste trou noir à environ 2,5 fois la distance entre la Terre et la Lune, et il ne lui faut qu’une demi-heure pour effectuer une orbite.
Pour mettre cela en perspective, il faut environ 28 jours à la Lune pour faire un tour complet de notre relativement petite planète à une vitesse de 3 683 kilomètres (2 288 miles) par heure, ce qui signifie que cette étoile se déplace à des vitesses vertigineuses.
À l’aide de données provenant d’un ensemble de télescopes de l’espace lointain, une équipe d’astronomes a mesuré les rayons X émis par un système stellaire binaire appelé 47 Tuc X9, qui se trouve dans un amas d’étoiles situé à environ 14 800 années-lumière.
Cette paire d’étoiles n’est pas nouvelle pour les astronomes – elle a été identifiée comme un système binaire en 1989 – mais ce qui se passe réellement ici devient enfin clair.
“Pendant longtemps, on a pensé que X9 était composée d’une naine blanche qui tirait de la matière d’une étoile de faible masse semblable au Soleil”, a déclaré le chercheur Arash Bahramian.
Lorsqu’une naine blanche tire de la matière d’une autre étoile, le système est décrit comme une étoile variable cataclysmique. Mais en 2015, on a découvert que l’un des objets était un trou noir, ce qui a jeté un sérieux doute sur cette hypothèse.
Les données de Chandra ont confirmé la présence de grandes quantités d’oxygène dans le voisinage de la paire, ce qui est généralement associé aux étoiles naines blanches. Mais au lieu qu’une naine blanche déchire une autre étoile, il semble maintenant qu’un trou noir enlève les gaz d’une naine blanche.
Les naines blanches sont des objets super denses qui sont généralement les vestiges d’une étoile – pensez à quelque chose qui a la masse de notre Soleil mais qui est seulement aussi grand que notre planète – donc pour extraire de la matière de sa surface, il faudrait une gravité impressionnante.
“Nous pensons que l’étoile a pu perdre du gaz au profit du trou noir pendant des dizaines de millions d’années et qu’elle a maintenant perdu la majorité de sa masse”, a déclaré le chercheur James Miller-Jones de l’université Curtin et du Centre international de recherche en radioastronomie.
Mais la véritable nouvelle, c’est que les changements réguliers de l’intensité des rayons X suggèrent que cette naine blanche ne met que 28 minutes pour effectuer une orbite, ce qui en fait la championne actuelle des danseuses sales cataclysmiques.
“Avant cette découverte, l’étoile la plus proche d’un trou noir probable était un système connu sous le nom de MAXI J1659-152, qui est sur une orbite avec une période de 2,4 heures”, a déclaré Miller-Jones.
“Si les trous noirs probables des deux systèmes ont des masses similaires, cela impliquerait une orbite trois fois plus grande en taille physique que celle que nous avons trouvée dans X9.”
Pour mettre cela en perspective, la distance entre les deux objets dans X9 est d’environ 1 million de kilomètres (environ 600 000 miles), soit environ 2,5 fois la distance d’ici à la Lune.
Si l’on fait le calcul, cela représente un voyage d’environ 6,3 millions de kilomètres (environ 4 millions de miles) en une demi-heure, soit une vitesse de 12 600 000 km/h (8 000 000 miles/h) – environ 1 % de la vitesse de la lumière.
“Il est important de trouver ces trous noirs rares, car ils ne sont pas seulement le point final d’étoiles massives, produites lors d’explosions de supernovas, mais ils continuent également à jouer un rôle dans l’évolution d’autres étoiles après leur mort”, a déclaré Geraint Lewis de l’université de Sydney à Marcus Strom du Sydney Morning Herald.
Nos deux amants maudits ne sont pas destinés à s’effondrer dans les bras l’un de l’autre de sitôt, du moins, puisque la danse semble se poursuivre sans que la naine blanche ne tombe dans le trou noir ou ne soit déchirée.
En fait, il semblerait même que les deux objets aient été encore plus proches l’un de l’autre dans le passé et qu’ils tournent en orbite encore plus rapidement.
Pour que le trou noir puisse vaincre l’intense gravité de la naine blanche, les deux corps doivent être assez proches l’un de l’autre. Au fil du temps, à mesure que la matière est retirée, la naine blanche, désormais plus légère, s’éloigne un peu plus.
“Au bout d’un certain temps, une telle quantité de matière pourrait être retirée de la naine blanche qu’elle finirait par n’avoir que la masse d’une planète”, a déclaré le chercheur Craig Heinke. “Si elle continue à perdre de la masse, la naine blanche pourrait s’évaporer complètement”
C’est une bonne nouvelle pour les futurs scientifiques désireux d’étudier les ondes gravitationnelles ; si la technologie actuelle utilisée par l’Observatoire d’ondes gravitationnelles à interféromètre laser n’est pas capable de repérer les impulsions lentes émises par X9, il n’est pas exclu que les progrès dans ce domaine nous permettent un jour de détecter des ondes de plus basse fréquence.
Bien sûr, d’ici là, nous aurons peut-être trouvé un nouveau roi et une nouvelle reine des étoiles variables cataclysmiques, qui feront tourner la nuit à des vitesses encore plus rapides.
Cette recherche a été publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society et vous pouvez la lire dans son intégralité sur arXiv.org.