Au lieu d’être avalée par un trou noir, cette étoile s’est échappée à toute vitesse

Une étoile aventureuse s’est échappée du trou noir supermassif qui se trouve au cœur de la Voie lactée. Une étude publiée sur arXiv.org le 30 juillet 2019, repérée par Mother Nature Network, présente la « grande évasion » de cette étoile qui a été éjectée de notre galaxie par le trou noir Sagittarius A*.

Baptisé S5-HVS1, cet astre a été expulsé à une vitesse d’environ 1 700 kilomètres par seconde. L’étoile a voyagé pendant 4,8 millions d’années avant de se retrouver à son emplacement actuel, d’où elle a été observée. En reconstituant son orbite passée, les auteurs montrent qu’elle « pointe sans ambiguïté vers le centre galactique, ce qui implique que S5-HVS1 a été expulsée de Sagittarius A* ».

Un trou noir d'une dizaine de masses solaires et la Voie lactée.

Source : Wikimedia/CC/Ute Kraus, Institute of Physics, Universität Hildesheim, Space Time Travel (photo recadrée)

D’où viennent ces étoiles si rapides ?

Cette étoile caractérisée par son « hypervitesse » (une vitesse supérieure à 100 km/s, précise l’étude) est la seule à avoir été clairement identifiée comme venant du centre de la Voie lactée, assurent les scientifiques. La formation de ces étoiles au mouvement très rapide (trouvées pour la plupart dans le halo galactique) a fait l’objet de plusieurs hypothèses. Un lien avec les supernova, c’est-à-dire l’implosion d’étoiles en fin de vie, a par exemple été suggéré. En 1988, un autre scénario a été envisagé, pour le cas des étoiles avec une vitesse de 1 000 km/s ou plus : elles pourraient être formées lors d’une interaction entre une étoile binaire (deux étoiles qui orbitent autour d’un même centre) avec un trou noir supermassif situé au centre d’une galaxie.

Un trou noir est une région de l’espace compacte : comme le suggère la Nasa, imaginez une étoile 10 fois plus massive que le Soleil, contenue dans une sphère au diamètre équivalent à celui de New York City. Le champ gravitationnel d’un trou noir est si intense qu’aucune matière qui y entre n’est censée s’en échapper, pas même la lumière. La communauté scientifique présume que des trous noirs supermassifs (équivalents au moins à un million de masses solaires) se trouvent au centre de toutes les grandes galaxies.

Cette fois, pas d’équivoque possible

L’éjection de cette étoile par Sagittarius A*, un trou noir de plus de 4 millions de masses solaires, a donc de quoi surprendre. L’an dernier, une étude avait déjà rapporté la découverte d’une étoile qui semblait elle aussi s’être échappée du trou noir de la Voie lactée — mais une origine plus conventionnelle n’était pas à exclure. Selon les auteurs de la nouvelle étude, il n’y pas d’équivoque sur la provenance de S5-HVS1 : l’étoile vient bien du centre de la galaxie.

Une étoile à hypervitesse éjectée de la Voie lactée.

Source : Flickr/CC/tonynetone (photo recadrée)

Les scientifiques sont utilisé une autre étude sur l’hémisphère sud de la Voie lactée, qui a cartographié des courants stellaires. L’expression désigne des étoiles en orbite autour d’une galaxie, venant d’un ancien groupe d’étoiles (comme une galaxie naine) qui ont été allongées le long de leur orbite à cause des forces de marée, comme l’explique Futura. Une douzaine de nouveaux courants stellaires ont été identifiés dans cet hémisphère de notre galaxie grâce au Dark Energy Survey, un programme utilisant le télescope Víctor M. Blanco situé au Chili. L’étoile a été trouvée dans cette base de données : sa rapidité étonnante a attiré l’attention des auteurs.

« La direction de l’éjection de S5-HVS1 est curieusement alignée sur le disque des jeunes étoiles autour de Sagittarius A*, ce qui suggère une connexion possible. Cela peut signifier que l’étoile a été éjectée lors du même événement qui a conduit à la formation de ce disque », concluent les scientifiques. Selon eux, on pourrait même imaginer que les autres étoiles « à hypervitesse » connues aient été formées de la même manière.