Rien à voir avec le ciel qui clignote dans la série de science-fiction Le Problème à 3 Corps. Pourtant, en 2019, une étude montrait la disparition soudaine d’étoiles dans les cartes du ciel. Des étoiles massives, qui plus est. Celles-ci, présentes sur d’anciennes cartes, ne sont plus renseignées sur les nouvelles. Purement et simplement.
Ce n’est pas habituel. Une étoile massive ne disparaît pas en un claquement de doigt. Leur mort s’accompagne d’un événement dantesque, une explosion surpuissante : une supernova, pouvant parfois mener à un trou noir. Les scientifiques n’ont, bien entendu, pas laissé passer cette énigme. Résultat, une étude parue en mai 2024 livre une première explication.
Un système binaire donne une réponse
Ces travaux démontrent qu’une étoile massive peut disparaître en toute discrétion. Au lieu d’exploser, certaines étoiles pourraient subir… un effondrement total, en raison de leur masse : l’attraction gravitationnelle est telle qu’elle empêche une explosion vers l’extérieur.
« Si l’on observe une étoile visible en train de subir un effondrement total, on pourrait, juste au bon moment, avoir l’impression de voir une étoile s’éteindre soudainement et disparaître du ciel », explique Alejandro Vigna-Gómez, principal auteur de l’étude, sur le site de l’université de Copenhague. « L’effondrement est si complet qu’il n’y a pas d’explosion, rien ne s’échappe et l’on ne voit pas de supernova brillante dans le ciel nocturne. »
Cette conclusion est étayée par l’observation d’un système binaire très particulier : VFTS 243. Dans ce système, une étoile massive ainsi qu’un trou noir encore plus massif se tournent autour — d’où l’expression de système binaire.
Le problème, c’est qu’il n’y a aucune trace de la supernova qui, normalement, aurait dû provoquer la naissance de ce trou noir. Toutes les éjections produites par ce genre d’explosions laissent en effet un héritage, quand elles ont lieu.
« Notre analyse montre sans équivoque que le trou noir de VFTS 243 s’est probablement formé immédiatement, l’énergie étant principalement perdue par les neutrinos », explique Irene Tamborra de l’Institut Niels Bohr, co-autrice de l’étude. L’existence de ce système binaire suggère donc que des étoiles peuvent mourir — et se transformer en trou noir — sans provoquer l’explosion spectaculaire la plus répandue et connue.
Ce système constitue le « meilleur cas observable à ce jour pour la théorie des trous noirs stellaires formés par effondrement complet, où l’explosion de la supernova échoue (…) ». Dorénavant, VFTS 243 pourrait servir de « référence cruciale pour les futures recherches sur l’évolution et l’effondrement des étoiles. »
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