Cette animation représente une étoile en train de subir une spaghettification alors qu’elle est aspirée par un trou noir supermassif lors d’un « événement de perturbation de la marée ». Crédit : ESO/M. Kornmesser
Regardez comme huit étoiles longent un trou noir 1 million de fois la masse du Soleil dans ces simulations de supercalculateur. À leur approche, tous sont étirés et déformés par la gravité du trou noir. Certains sont complètement séparés en un long flux de gaz, un phénomène cataclysmique appelé événement de perturbation de la marée. D’autres ne sont que partiellement perturbés, conservant une partie de leur masse et reprenant leurs formes normales après leurs horribles rencontres.
Regardez huit étoiles modèles s’étirer et se déformer à l’approche d’un trou noir virtuel 1 million de fois la masse du Soleil. Le trou noir déchire certaines étoiles en un flux de gaz, un phénomène appelé événement de perturbation de la marée. D’autres parviennent à résister à leurs rencontres rapprochées. Ces simulations montrent que la destruction et la survie dépendent des densités initiales des étoiles. Le jaune représente les plus grandes densités, le bleu la moins dense. Crédit: NasaCentre de vol spatial Goddard/Taeho Ryu (MPA)
Ces simulations, dirigées par Taeho Ryu, membre de l’Institut Max Planck d’astrophysique de Garching, en Allemagne, sont les premières à combiner les effets physiques de la théorie de la relativité générale d’Einstein avec des modèles réalistes de densité stellaire. Les étoiles virtuelles vont d’environ un dixième à 10 fois la masse du Soleil.
La division entre les étoiles qui perturbent complètement et celles qui durent n’est pas simplement liée à la masse. Au lieu de cela, la survie dépend davantage de la densité de l’étoile.
De gauche à droite, cette illustration montre quatre instantanés d’une étoile virtuelle semblable au Soleil alors qu’elle s’approche d’un trou noir avec 1 million de fois la masse du Soleil. L’étoile s’étire, perd de la masse, puis commence à reprendre sa forme en s’éloignant du trou noir. Crédit : Goddard Space Flight Center de la NASA/Taeho Ryu (MPA)
Ryu et son équipe ont également étudié comment d’autres caractéristiques, telles que les différentes masses de trous noirs et les approches rapprochées des étoiles, affectent les événements de perturbation des marées. Les résultats aideront les astronomes à estimer la fréquence à laquelle les perturbations de marée complètes se produisent dans l’univers et les aideront à construire des images plus précises de ces événements cosmiques calamiteux.
Référence : « Perturbations des marées des étoiles de la séquence principale. I. Observable Quantities and Their Dependence on Stellar and Black Hole Mass » par Taeho Ryu, Julian Krolik, Tsvi Piran et Scott C. Noble, 25 novembre 2021, Le Journal d’Astrophysique.
DOI : 10.3847 / 1538-4357 / abb3cf
