Les astronomes ont observé ce qui semble être la formation silencieuse d’un trou noir au sein de la galaxie d’Andromède, marquant l’une des confirmations les plus claires à ce jour que les étoiles peuvent s’effondrer dans ces puits gravitationnels sans les spectaculaires explosions de supernova traditionnellement attendues. La découverte, basée sur l’analyse des données de la mission NEOWISE de la NASA, remet en question les hypothèses antérieures sur la formation des trous noirs et suggère qu’ils pourraient être beaucoup plus courants qu’on ne le pensait auparavant.
La disparition soudaine d’une star
L’étoile, désignée M31-2014-DS1, était située à environ 2,5 millions d’années-lumière de la Terre. À l’origine, elle brillait avec une luminosité environ 100 000 fois supérieure à celle de notre Soleil, comparable à la célèbre supergéante rouge Bételgeuse d’Orion. Pendant une décennie, à partir de 2014 environ, l’étoile s’est progressivement atténuée avant de disparaître effectivement d’ici 2023, réduisant à seulement un dix millième de sa luminosité d’origine. L’équipe, dirigée par l’astronome Kishalay De de l’Université de Columbia, a initialement remarqué l’anomalie en examinant les données d’archives NEOWISE.
“Les étoiles aussi brillantes et aussi massives ne disparaissent pas au hasard dans l’obscurité”, a déclaré De, rappelant le moment où des observations de suivi à l’observatoire Keck à Hawaï n’ont révélé aucune trace de l’étoile. Une vérification ultérieure avec le télescope spatial Hubble a confirmé la disparition.
Remettre en question la théorie établie
Pendant des années, la théorie dominante a soutenu que les trous noirs se formaient uniquement à partir de l’effondrement d’étoiles extrêmement massives, aboutissant à une supernova spectaculaire. Cependant, M31-2014-DS1 ne pesait que 13 fois la masse de notre Soleil, ce qui est relativement petit par rapport aux normes typiques de formation de trous noirs. Cela soulève la possibilité que des étoiles de taille modérée s’effondrent silencieusement sous leur propre gravité, formant des trous noirs sans expulsion violente de matière.
Les implications sont significatives : si une étoile de cette taille peut devenir un trou noir sans supernova, alors l’univers contient probablement beaucoup plus de trous noirs que prévu. Cela change notre compréhension de l’évolution stellaire et de la population de trous noirs dans les galaxies.
Que reste-t-il derrière ?
L’effondrement semble s’être produit rapidement, peut-être en quelques heures. Ce qui reste n’est pas l’étoile elle-même, mais une faible lueur infrarouge provenant de la poussière et du gaz en spirale autour du trou noir nouvellement formé. Ce matériau orbite trop rapidement pour y tomber directement, formant un disque rotatif qui alimentera lentement le trou noir au fil du temps, un peu comme de l’eau tourbillonnant dans un égout.
Observations futures
Au cours des prochaines décennies, cette signature infrarouge devrait s’estomper à mesure que les débris restants s’enroulent vers l’intérieur. La proximité relativement étroite de la galaxie d’Andromède signifie que ce processus restera visible pour de puissants observatoires comme le télescope spatial James Webb (JWST). Bien que l’imagerie directe du trou noir lui-même dépasse actuellement nos capacités technologiques, les astronomes prévoient qu’à mesure que le gaz environnant se dissipe, des rayons X de haute énergie pourraient éventuellement émerger, ce qui fournirait une confirmation supplémentaire.
Cette découverte fournit une nouvelle méthode pour identifier des événements similaires : plutôt que de surveiller des milliards d’étoiles pour détecter des disparitions soudaines, les astronomes peuvent désormais rechercher de brèves éruptions infrarouges, indicateurs possibles d’un effondrement imminent et silencieux.
L’étoile en voie de disparition d’Andromède offre un aperçu unique de la mort stellaire, suggérant que les trous noirs peuvent se former de manière plus subtile qu’on ne le pensait auparavant et qu’ils sont bien plus répandus dans l’univers que nous l’imaginions autrefois.
