"La vache": l'effondrement des étoiles pourrait être la première naissance du trou noir

En juin, un événement céleste lumineux a ému la communauté d'astronomie. La brillante anomalie, éclatante de lumière à 200 millions d'années-lumière d'une galaxie naine lointaine, l'a rendue assez différente d'une étoile qui explose, et les scientifiques s'interrogent sur le potentiel de ce phénomène depuis. Les astronomes ont maintenant compris qu'ils avaient capturé le moment exact où une étoile s'était effondrée - et peut-être la naissance d'un trou noir ou d'une étoile à neutrons - pour la toute première fois.

L’étoile qui s’est effondrée, nommée AT2018cow - ou «la vache» en raison du système de nommage aléatoire à trois lettres utilisé par Astronomer's Telegram, le service en ligne qui a publié pour la première fois au sujet de la découverte, complétait l’étape essentielle avant de devenir un objet compact, comme un étoile à neutrons ou un trou noir. Kate Alexander, Ph.D., boursière Einstein de la NASA à la Northwestern University, raconte Inverse que la vache est "très inhabituel à bien des égards."

«C'était incroyablement brillant et incroyablement rapide - ce qui est difficile à expliquer avec des modèles typiques de mort stellaire», explique Alexander. «Lorsque la plupart des étoiles meurent, la supernova qui en résulte met des semaines à atteindre son maximum de luminosité. L'AT2018cow a atteint sa luminosité maximale en quelques jours seulement et constitue l'une des supernovae les plus brillantes jamais découvertes. ”

Alexander fait partie de l’équipe qui propose que «la vache» soit l’effondrement d’une star. Ils ont présenté leur théorie jeudi lors de la 23ème réunion de la American Astronomical Society à Seattle, dans l'état de Washington, mais l'étude détaillant leurs recherches n'est pas encore publiée.

Quand AT2018cow a été détecté pour la première fois par l'enquête ATLAS basée à Hawaï, Alexander et sa co-auteure, Deanne Coppejans, Ph.D., assistante postdoctorale à la Northwestern University, ont mis en place et traité les observations radio réalisées au télescope Very Large Array du Nouveau-Mexique..

Coppejans raconte ces observations radio Inverse, étaient une "pièce importante du puzzle" que représentait AT2018cow. Ils ont révélé que la vitesse de l'onde de choc lancée par la vache dans l'espace était d'environ 10% de la vitesse de la lumière et que la densité de l'environnement autour d'elle était bien supérieure à celle observée autour d'étoiles massives typiques. Cette densité élevée réfutait l’idée que c’était une perturbation d’une étoile autour d’un trou noir de masse intermédiaire, une théorie avancée par d’autres astronomes.

"C'était incroyablement excitant de travailler sur ce projet", a déclaré Coppejans Inverse. «Presque tous les télescopes au monde qui pouvaient l'atteindre l'observaient. Mais alors que la plupart des groupes n’avaient que des observations à des longueurs d’ondes spécifiques, notre groupe avait des observations allant de la radio aux longueurs d’ondes gamma ».

Chaque nouvelle observation révélait à l'équipe un aspect différent de la vache. Les observations faites par rayons X, radio et lumière ont révélé qu’il était alimenté par un puissant «moteur» central - soit une nouvelle étoile à neutrons. ou un trou noir. Ce soi-disant moteur a injecté une nouvelle énergie dans l'explosion pendant des mois. Il n’est pas étonnant que sa luminosité soit si inhabituelle comparée à celle d’autres morts stellaires.

Coppejans déclare que si les scientifiques savent que les explosions d'étoiles massives forment des étoiles à neutrons et des trous noirs, AT2018cow représente la première fois que les scientifiques capturé le processus en cours.

«Généralement, l'explosion a emporté tellement de matériaux dans l'espace qu'ils empêchent de voir l'objet compact qui reste derrière», explique-t-elle. "Cependant, AT2018cow était proche, brillant et a très peu éjecté de matériau, nous avons donc pu détecter l'objet compact restant pour la première fois."

Et au lendemain de cette disparition, les progrès de l’informatique et des sondages au télescope dans le monde entier ont permis aux astronomes du monde entier d’examiner les propriétés inhabituelles de l’AT2018cow à un rythme rapide et détaillé. En règle générale, les explosions stellaires sont découvertes quand elles ont plusieurs jours - mais l'attention qui entourait l'AT2018cow quand il a été repéré pour la première fois était presque immédiate. Selon Alexander, leur riche ensemble de données est ce qui a finalement permis à l’équipe de «découvrir la véritable unicité de AT2018cow».