Du ciel et de la terre

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Comme souvent l’actualité astronomique nous apporte des découvertes inattendues en provenance de l’espace. Pour preuve deux articles signés par Jerome Oroscz (San Diego State University), Jeffrey McClintock (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) dans la revue britannique Nature et Wolfgang Pietsch (Max Planck Institut) dans l’Astrophysical Journal.

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Il a fallu conjuguer les efforts du télescope spatial rayons X Chandra et ceux sur Terre du Gemini à Hawaï pour débusquer le champion poids lourds des trous noirs dans la catégorie trous noirs stellaires.

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L’objet se situe à environ 2,6 millions d’années lumière de nous dans une galaxie voisine M 33. Appelé M33 X-7, il s’agit d’un couple formé d’un trou noir et d’une étoile. De tels systèmes, bien que curieux, sont déjà reconnus depuis longtemps en astronomie. Mais celui-ci présente des dimensions exceptionnelles : « il s’agit d’un énorme trou noir, associé à une énorme étoile » ! Le trou noir est estimé posséder 15,7 masses solaires et son étoile, qui orbite autour de lui en 3,5 jours, 70 masses solaires.

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Devant de tels chiffres, bien des questions se posent aux astronomes. Pour que le trou noir ait une telle masse, son étoile génitrice devait avoir une masse supérieure à l’étoile voisine. Comment les deux étoiles ont pu évoluer à une distance si proche l’une de l’autre que leurs atmosphères extérieures devaient se toucher, et comment le trou noir et l’étoile voisine ont réussi à conserver une telle masse lors de l’explosion, la supernova, à l’origine du trou noir ?

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Plan large 612 x 612 pixels, crédit image : NASA et autres

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Sur l’illustration ci-dessus l’artiste a représenté le disque d’accrétion autour du trou noir en orange. Il capte une partie des vents stellaires de son compagnon. Ceux-ci, dans les alentours du trou noir, sont perturbés dans leur course et forment des turbulences. De même la partie de l’étoile en direction du trou noir est distendue par la gravité de ce dernier. L’encadré présente la région concernée de M 33 en visible par le télescope spatial Hubble. Les jeunes étoiles sont très brillantes. Les zones en bleu sont celles révélées par le télescope spatial Chandra, et correspondent au rayonnement X provenant de M33 X-7 lui-même.

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L’étoile de 70 masses solaires terminera elle-aussi sa vie en surpernova. M33 X-7 se transformera alors en couple de trous noirs ! « M33 X-7 est un formidable banc d’essai pour l’astrophysique » !

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Sources :

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Chandra X-Ray Observatory

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Gemini Observatory

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