Une découverte récente suggère qu’une naine blanche, ce vestige compact d’une étoile morte, s’aventure dangereusement près d’un trou noir supermassif tout en maintenant un certain équilibre. Ce phénomène observé dans une galaxie située à 100 millions d’années-lumière pourrait bien redéfinir notre vision des interactions cosmiques extrêmes.
La disparition d’une couronne de feu
En astrophysique, une couronne est un nuage de plasma brûlant composé de particules hautement énergétiques qui entoure un objet. S’il s’agit d’un trou noir, le plasma émet alors des rayons X très brillants en interaction avec ses champs magnétiques intenses que les télescopes peuvent détecter depuis la Terre. La couronne joue donc un rôle essentiel dans l’étude des trous noirs, car elle nous renseigne sur leur activité.
En 2018, des astronomes du MIT et d’autres institutions ont observé un événement sans précédent : la disparition brutale de la couronne de 1ES 1927+654. Il s’agit d’un trou noir supermassif situé à environ 100 millions d’années-lumière. Ce phénomène, produit en quelques mois seulement, avait laissé les astronomes perplexes. Ensuite, tout aussi mystérieusement, la couronne s’était reformée et brillait à nouveau intensément. Cet événement, qui marquait déjà une première mondiale, n’était alors qu’un prélude à des découvertes encore plus étranges.
Une danse lumineuse autour de l’invisible
En 2022, les chercheurs ont en effet observé un nouveau comportement extraordinaire de 1ES 1927+654 : des pulsations régulières de rayons X. Ces flashs, initialement espacés de dix-huit minutes, se sont accélérés pour atteindre une fréquence de sept minutes seulement, en l’espace de deux ans. Ce phénomène, connu sous le nom d’oscillations quasi périodiques, est extrêmement rare. Ces pulsations lumineuses traduisent des événements qui se déroulent très près de l’horizon des événements, cette frontière où la gravité du trou noir devient si intense que rien, pas même la lumière, ne peut s’en échapper.
Pour les chercheurs, cette accélération des pulsations indique que quelque chose orbite autour du trou noir à une distance incroyablement proche, mais quoi ?
La théorie d’une naine blanche téméraire
Après avoir exploré plusieurs hypothèses, les scientifiques pensent avoir identifié le coupable : une naine blanche, le noyau dense d’une étoile morte.
Les naines blanches sont parmi les objets les plus compacts de l’Univers avec une densité si extrême qu’une cuillère à café de leur matière pèserait plusieurs tonnes. Dans le cas de 1ES 1927+654, les chercheurs estiment que cette naine blanche aurait une masse équivalente à un dixième de celle du Soleil. Elle serait en orbite autour du trou noir à une distance de seulement quelques millions de kilomètres de l’horizon des événements.
Mais pourquoi ne tombe-t-elle pas ? La gravité du trou noir attire effectivement la naine blanche, mais cette dernière perd également une partie de sa matière en spirale. Ce phénomène agit comme une force de recul qui stabilise son orbite. En d’autres termes, la naine blanche se trouve dans un équilibre précaire, un véritable numéro d’équilibriste cosmique. Cette proximité extrême pourrait expliquer les pulsations des rayons X : à mesure que la naine blanche se rapproche, sa vitesse augmente, ce qui accélère les oscillations lumineuses détectées par les astronomes.
Vers de nouvelles découvertes cosmiques
Si cette hypothèse est confirmée, elle pourrait révolutionner notre compréhension des trous noirs et des interactions gravitationnelles extrêmes. Par exemple, la naine blanche émettrait également des ondes gravitationnelles, des ondulations de l’espace-temps prévues par la théorie de la relativité générale d’Einstein. Ces ondes gravitationnelles pourraient être détectées par des instruments de nouvelle génération, comme l’antenne spatiale LISA (Laser Interferometer Space Antenna), prévue pour les années 2030. LISA serait capable de capter ces vibrations de quelques minutes, ce qui offrirait une fenêtre unique sur le comportement des trous noirs et des objets qui les entourent.
De plus, cette découverte soulève des questions sur la stabilité des naines blanches à proximité des trous noirs. Combien de temps peuvent-elles survivre dans de telles conditions ? Peuvent-elles alimenter des phénomènes encore inconnus ?
