Voilà ce qui arrive quand une étoile malchanceuse se promène un peu trop près d'un trou noir

Certaines étoiles ont la malchance de s’approcher un peu trop des trous noirs. La gravité de ces colosses les déforme complètement ou partiellement. Une nouvelle visualisation de la Nasa montre à quoi ressemble cet événement cataclysmique.

Que se passe-t-il quand une étoile passe un peu trop près d’un trou noir ? Plusieurs simulations, mises en ligne par la Nasa le 26 novembre 2021 et repérées par ScienceAlert, montrent bien l’issue funeste de cette rencontre. Ces images permettent de voir comment huit types d’étoiles finissent étirées, déformées, voire déchirées, au voisinage d’un trou noir représentant 1 million de fois la masse du Soleil. Ces étoiles virtuelles représentent, elles, entre un dixième et 10 fois la masse du Soleil.

« Certaines sont complètement séparées en un long flux de gaz, un phénomène cataclysmique appelé événement de rupture par effet de marée, décrit la Nasa. D’autres ne sont que partiellement perturbées, conservant une partie de leur masse et reprenant leurs formes normales après leur terrifiante rencontre. »

La survie des étoiles ne dépend pas de leur masse, mais de leur densité

On pourrait supposer que c’est la masse des étoiles qui détermine si elles seront complètement ou partiellement perturbées par leur rencontre avec le trou noir. En fait, « leur survie dépend davantage de la densité de l’étoile », fait observer la Nasa. Les couleurs de chacune de ces étoiles représentent leur densité (les moins denses tirent vers le bleu, les moins denses allant vers le jaune).

Les simulations permettent aussi de voir ce qu’il advient lorsque les étoiles s’éloignent du trou noir, après avoir été perturbées. Sous l’effet de leur propre gravité, certains de ces astres se rassemblent à nouveau.

Que va-t-il arriver à ces étoiles virtuelles ? // Source : Capture d'écran YouTube Nasa Goddard — Que va-t-il arriver à ces étoiles virtuelles ? // Source : Capture d’écran YouTube Nasa Goddard

Trajectoire de l'étoile. // Source : Capture d'écran YouTube Nasa Goddard — Trajectoire d’une étoile. Au plus près, elle est à un peu plus de 38 millions de kilomètres du trou noir. // Source : Capture d’écran YouTube Nasa Goddard

À l’aide de ces visualisations, les scientifiques ont pour objectif d’obtenir des représentations plus précises des événements de rupture par effet de marée — survenant lorsqu’une étoile passe malencontreusement trop près d’un trou noir. « Ces simulations sont les premières à combiner les effets physiques de la théorie de la relativité générale d’Einstein avec des modèles réalistes de densité stellaire », indique la Nasa.

L’existence des trous noirs a été prédite par cette théorie de la gravitation. La première image d’un trou noir, celui situé au cœur de la galaxie M87, a apporté en avril 2019 une preuve scientifique de l’existence de ces objets.