« Un mystère cosmique » : une étoile massive a disparu du ciel sans laisser de traces

Une étoile massive semble avoir comme disparu du ciel. Des astronomes ont découvert l’absence de cette étoile dans la galaxie naine de Kinman, située à 75 millions d’années-lumière de nous, dans la constellation du Verseau. L’Observatoire européen austral (ESO) a présenté le 30 juin 2020 l’étude consacrée à cette découverte.

« Nous constatons que l’étoile variable lumineuse bleue était dans un état éruptif au moins entre 2001 et 2011, qui a ensuite pris fin, et qui peut avoir été suivie d’un effondrement dans un trou noir massif sans la production d’une supernova » (l’explosion d’une étoile massive arrivée en fin de vie), peut-on lire dans ce document. En voulant observer l’objet au cours de l’année 2019, les scientifiques n’ont pas retrouvé la signature de cette étoile.

Vue d'artiste de l’étoile variable bleue lumineuse de la galaxie naine de Kinman.

Source : ESO/L. Calçada

À l’origine, les auteurs de l’étude ont souhaité mieux comprendre les étoiles massives, qui produisent « une proportion importante des éléments actuellement présents dans l’Univers », écrivent-ils. C’est pourquoi ils se sont tournés vers cette étoile massive, une variable lumineuse bleue, dont la luminosité est 2,5 millions de fois plus importante que celle du Soleil. Ces étoiles sont connues pour être instables, précise l’ESO, mais elles laissent des signatures suffisamment spécifiques pour que les scientifiques puissent les identifier.

Disparue sans devenir une supernova ?

Ce sont justement ces traces spécifiques que les chercheurs ont été surpris de voir manquer dans les données récoltées en 2019. Les observations ont alors été menées avec le Très Grand Télescope (VLT), un observatoire en lumière visible. L’instrument ESPRESSO, un spectrographe servant notamment à détecter des exoplanètes, a été pointé en direction de l’étoile. Aucun des signes antérieurs de la présence de l’étoile n’a été détecté. Quelques mois après, un autre instrument du VLT de l’ESO, baptisé X-shooter, a lui-même été employé sans parvenir à détecter l’étoile.

« Il serait très inhabituel qu’une telle étoile massive disparaisse sans donner lieu à une explosion de supernova brillante », explique l’astrophysicien Andrew Allan du Trinity College de Dublin, co-auteur de l’étude, cité dans le communiqué de l’ESO. Pour comprendre ce qui se passait, l’équipe de chercheurs a plongé dans d’anciennes données du même objet, capturées par le VLT en 2002 et 2009. Il semblerait que l’étoile ait connu une période marquée par des sursauts répétés et intenses, qui se serait finie après 2011.

Deux scénarios possibles

Deux scénarios sont envisagés. L’étoile a pu survivre, devenant une étoile de moindre luminosité, peut-être masquée partiellement par la poussière qui l’entoure. Il serait aussi possible que l’étoile se soit effondrée pour créer un trou noir, sans produire de supernova brillante. Dans ce cas, ce serait une observation sans précédent. Il ne faut cependant pas exclure l’hypothèse qu’une explosion en supernova aurait bien eu lieu, mais qu’elle n’aurait pas été détectée.

« Nous avons peut-être découvert l’une des étoiles les plus massives de l’Univers local se fondant lentement dans la nuit », résume Jose Groh, du Trinity College de Dublin, qui co-signe aussi l’étude, dans le communiqué de l’ESO. D’autres campagnes d’observations seront nécessaires pour élucider ce genre de « mystère cosmique ». Le Télescope géant européen (ELT), qui doit être inauguré en 2025, devrait contribuer à résoudre de telles énigmes.