Il y a deux décennies, l’observatoire WM Keck au sommet du Mauna Kea à Hawaï a repéré un objet particulier ressemblant à un nuage – maintenant nommé X7 – à proximité dangereuse du trou noir supermassif Sagittarius A *, qui se trouve au centre galactique de la Voie lactée. Des objets comme celui-ci qui orbitent près des trous noirs ne vivent généralement pas longtemps ; leurs orbites ont tendance à s’éroder avec le temps, car elles sont déformées par d’intenses forces de marée.
Ainsi, depuis la découverte de X7, le temps presse pour que les astronomes identifient et étudient cet objet mystérieux. En effet, les astronomes prévoient qu’il se désintégrera probablement dans les 15 à 20 prochaines années alors qu’il est entraîné dans le trou noir supermassif autour duquel orbite notre système stellaire (et chaque objet de la galaxie).
“C’est notre meilleure chance de regarder de très près l’environnement d’un trou noir supermassif dans notre propre galaxie, donc nous sommes un peu obsédés par le centre de la galaxie pour cette raison”, a déclaré Anna Ciurlo, chercheuse adjointe à l’Université de Californie, Los Angeles, dit Salon. “Nous ne savons pas pourquoi il y a tant de jeunes étoiles trop proches d’un trou noir où elles ne devraient pas pouvoir se former, nous ne savons pas comment le gaz atteint réellement le trou noir puis est alimenté dans le trou noir, donc nous sommes juste obsédés par cette région parce qu’il y a tellement de physique que vous pouvez en apprendre.”
X7 est un mystère particulier car ce n’est pas une étoile, contrairement à la plupart des autres objets proches du centre galactique.
“Le trou noir a en fait une influence sur cette paire d’étoiles jumelles, et elles peuvent en fait commencer à se rapprocher suffisamment l’une de l’autre pour commencer à se dépouiller de matière l’une de l’autre.”
Selon une nouvelle étude publiée dans Le Journal Astrophysique, les astronomes ont maintenant une hypothèse qu’ils pensent vraiment pouvoir suivre : X7 est un nuage de poussière et de gaz qui s’est formé lors de la collision de deux étoiles. Ciurlo a déclaré qu’il y avait “plusieurs raisons” pour soutenir cette théorie.
“Nous savons qu’il y a énormément d’étoiles [in that region] et nous savons que beaucoup d’étoiles se forment par paires, et lorsque les étoiles se forment par paires, ce qui se passe, c’est qu’elles tournent l’une autour de l’autre, puis elles tournent autour du trou noir », a déclaré Ciurlo. « Et la présence du trou noir a en fait une influence sur cette paire d’étoiles jumelles, et elles peuvent en fait commencer à se rapprocher suffisamment l’une de l’autre pour commencer à se dépouiller de matière l’une de l’autre, puis elles finissent par fusionner.”
Ce processus est “désordonné”, a souligné Ciurlo, mais les astronomes s’attendraient à voir des objets comme X7 en conséquence. Cependant, Ciurlo a souligné qu’il s’agissait d’une possibilité parmi d’autres.
Pendant longtemps, l’apparence et la vitesse de X7 se sont démarquées des astronomes. Au départ, en raison de sa forme semblable à celle d’une comète, les astronomes soupçonnaient qu’elle était le résultat de vents stellaires ou de jets de particules provenant du trou noir. Mais en y regardant de plus près, les chercheurs ont remarqué que X7 est devenu plus allongé au fil du temps plutôt que plus condensé, ce qui signifie que l’objet accélère vers le trou noir à des vitesses pouvant atteindre 700 miles par seconde. Essentiellement, le trou noir central de notre Voie lactée s’étire et sépare X7 alors qu’il est entraîné vers le centre du trou noir.
“Quelque chose a dû mettre ce nuage sur son chemin particulier avec son orientation particulière”, a déclaré Ciurlo.
Les astronomes estiment que l’objet se désintégrera lorsqu’il s’approchera trop près du trou noir vers 2036.
Ciurlo a souligné à Salon que l’idée que X7 est le résultat de la collision de deux étoiles n’est qu’une hypothèse possible. Pourtant, c’est celui que les astronomes apprécient en ce moment car “il correspond à ce que nous attendons de voir compte tenu de ce que nous savons de ce qui se passe dans cette région”.
Pourtant, Ciurlo note qu’il existe d’autres théories.
“Une autre possibilité est qu’au lieu de provenir de la construction de deux étoiles jumelles qui se sont formées ensemble, cela pourrait être créé lorsque les deux étoiles n’ont pas été créées ensemble”, a déclaré Ciurlo. “Par exemple, vous pensez à une géante rouge, ce sont des étoiles très gonflées, très grosses… [but] un trou noir ou des restes d’étoiles ou quelque chose pourrait en retirer de la matière et ensuite créer un objet comme X7.”
Une autre théorie est que X7 s’est détaché d’une structure plus grande à proximité.
Ciurlo a déclaré qu’il serait utile d’avoir des simulations hydrodynamiques, qui montreraient ce qui pourrait être produit dans l’état des étoiles émergentes. Mais d’ici là, les astronomes continueront d’étudier et de spéculer.
Malheureusement, il ne reste plus beaucoup de temps, car les astronomes estiment que l’objet se désintégrera lorsqu’il s’approchera trop près du trou noir vers 2036. Mais dans l’attente, l’étude de X7 pourrait véritablement conduire à des percées historiques en physique.
“C’est une excellente occasion de voir les forces du trou noir agir en temps réel – la façon dont il évolue en ce moment. La façon dont il s’étire ne dépend essentiellement que des forces du trou noir, nous pourrions donc mieux comprendre le conditions physiques près du trou noir », a déclaré Ciurlo. “Si nous pouvons comprendre à quelle vitesse le trou noir le décompose et ce qui se passe. Je pense que nous pouvons faire des calculs intéressants sur les conditions physiques de cette région.”
