D’où vient cette magnifique trace verte dans la galaxie du feu d’artifice ?

Un trou noir est peut-être à l’origine de surprenantes trainées lumineuses observées dans la galaxie du feu d’artifice. C’est la conclusion d’une étude, relayée par la Nasa le 4 septembre 2019, publiée le 9 août dans la revue The Astrophysical Journal. Une prépublication du texte est consultable sur la plateforme arXiv.org.

La Nasa a détecté des sources de rayonnement X, dont une plutôt étrange, dans la galaxie spirale NGC 6946, située à 20 millions d’années-lumière. Elle est surnommée la galaxie du feu d’artifice en raison des nombreuses supernovae (l’explosion d’étoiles massives en fin de vie) qui y ont été observées. Lors d’un tel événement, on observe en effet un éclat plus élevé.

La galaxie NGC 6946.

Source : Flickr/CC/Judy Schmidt (photo recadrée)

Pourquoi ce n’est sans doute pas une supernova…

« L’étude des sources de rayonnement X ultra lumineuses offre l’occasion de mieux comprendre certains des processus d’accrétion [ndlr : l’accroissement d’un corps qui capture de la matière] les plus extrêmes de l’univers », rappellent les auteurs de l’étude. La présence de ces sources lumineuses est en général associée à la présence d’un trou noir de masse intermédiaire (de quelques milliers de masses solaires) ou plus largement d’un objet compact, expliquent les scientifiques.

Plusieurs sources lumineuses colorées ont été observées dans cette galaxie. L’un des points bleus observés (celui de droite sur l’image) était l’objectif visé : il s’agit d’une supernova. La Nasa ne parle pas de l’autre trace bleue, mais on peut supposer que c’est aussi une supernova. Cependant, les scientifiques ne s’attendaient pas à voir la trace verte, qui se trouve plus bas dans la galaxie, sur l’image. Dans leur étude, ils la nomment « XLX-4 », car il s’agit de la 4e source de rayonnement X observée dans NGC 6946. Elle est apparue en à peine 10 jours — entre deux sessions d’observation du ciel. Elle a ensuite disparu, tout aussi subitement. Dans cette source de rayonnement X, les chercheurs n’ont pas détecté de lumière visible (du spectre visible pour l’être humain), ce qui veut dire que ce n’est probablement pas une supernova.

… mais peut-être un trou noir

« Nous avons eu la chance de pouvoir capturer une source qui change extrêmement rapidement », a commenté Hannah Earnshaw, post-doctorante en physique à Caltech et co-autrice de l’étude, citée par la Nasa. Parmi les diverses explications envisagées, les scientifiques pensent que cette source pourrait être un trou noir en train de gober un autre objet, probablement une étoile. Les débris de cette étoile, happés dans une orbite proche autour du trou noir, ont certainement commencé à chauffer (la Nasa parle de millions de degrés), ce qui expliquerait l’émission du rayonnement X. Une autre possibilité serait que cette source soit une étoile à neutrons, c’est-à-dire un résidu d’étoile pas suffisamment massive pour créer un trou noir lors de son explosion.

Le NuSTAR.

Source : NASA/JPL-Caltech (photo recadrée)

La galaxie du feu d’artifice a été observée à l’aide du Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR). Ce télescope spatial à rayons X a été lancé en 2012 afin d’étudier diverses sources de rayons X dans l’espace et de dresser la liste des supernovae qui ont récemment explosé. Le NuSTAR a détecté la source de rayonnement et c’est un autre télescope spatial de la Nasa, l’Observatoire de rayons X Chandra, qui a constaté que la source avait disparu.

Les chercheurs n’en ont pas fini avec ULX-4 et veulent savoir quel objet peut (ou quels objets peuvent) être à l’origine d’un tel rayonnement. D’autres observations de cette source seront nécessaires pour savoir s’il s’agit d’un phénomène d’accrétion persistant ou transitoire, concluent-ils.