Un trou noir surpris en train de déchirer une étoile en dehors de sa galaxie

Une nouvelle étude révèle pour la première fois un événement de rupture par effet de marée – où un trou noir déchire une étoile – qui s’est produit loin du centre de sa galaxie et a généré des signaux radio exceptionnellement puissants et à l’évolution extrêmement rapide. Cette découverte rare prouve que des trous noirs supermassifs peuvent exister et rester actifs loin des noyaux galactiques, remettant en cause notre compréhension actuelle de leur localisation et de leur comportement. L’émission radio, à la fois retardée et puissante, suggère également l’existence de processus méconnus régissant la façon dont les trous noirs expulsent de la matière sur de longues périodes.

Une découverte internationale dirigée par un ancien étudiant de l’Université Hébraïque

Une équipe internationale d’astronomes, dirigée par le Dr Itai Sfaradi et le Prof. Raffaella Margutti de l’Université de Californie à Berkeley, et comprenant des chercheurs du monde entier, dont le Prof. Assaf Horesh de l’Institut de Physique Racah de l’Université Hébraïque de Jérusalem, a découvert le premier événement de rupture par effet de marée produisant une émission radio brillante en dehors du centre d’une galaxie.

L’événement, désigné AT 2024tvd, a montré l’évolution radio la plus rapide jamais observée pour un événement de ce type.

« C’est véritablement extraordinaire », a déclaré le Dr Itai Sfaradi, auteur principal de l’étude. « Nous n’avions jamais observé une émission radio aussi brillante provenant d’un trou noir déchirant une étoile, si loin du centre d’une galaxie, et évoluant aussi rapidement. Cela change notre perception des trous noirs et de leur comportement. »

Le Dr Sfaradi, qui a dirigé ces recherches, est un ancien étudiant du Prof. Assaf Horesh. « C’est l’une des découvertes les plus fascinantes auxquelles j’ai participé », a déclaré le Prof. Horesh. « Le fait qu’elle ait été dirigée par mon ancien étudiant, Itai, lui donne une signification particulière. Il s’agit d’une nouvelle réalisation scientifique qui place Israël à l’avant-garde de l’astrophysique internationale. »

Un trou noir loin de son habitat

Les événements de rupture par effet de marée se produisent lorsqu’une étoile s’aventure trop près d’un trou noir massif et est déchirée par son immense gravité.

Dans ce cas exceptionnel, cependant, le trou noir était situé à environ 2 600 années-lumière (0,8 kiloparsec) du noyau de sa galaxie hôte, ce qui prouve que des trous noirs supermassifs peuvent se tapir dans des endroits inattendus.

Le rôle clé des observations radio

Cette découverte a été rendue possible par des observations de haute qualité provenant de plusieurs des plus grands radiotélescopes mondiaux, notamment le Very Large Array (VLA), ALMA, ATA, SMA, et l’Arcminute Microkelvin Imager Large Array (AMI-LA) au Royaume-Uni.

Les observations réalisées avec AMI, dirigées par l’équipe de l’Université Hébraïque, ont été cruciales pour révéler l’évolution radio inhabituellement rapide – une caractéristique marquante de cet événement et un indice majeur pour comprendre sa nature physique.

Les données ont montré deux sursauts radio distincts évoluant plus rapidement que tout événement de rupture observé auparavant. Ces résultats indiquent que des flux de matière puissants ont été éjectés depuis les environs du trou noir, non pas immédiatement après la destruction de l’étoile, mais plusieurs mois plus tard, suggérant des processus complexes et retardés dans les conséquences de la disruption.

Une modélisation détaillée indique au moins deux événements d’éjection distincts, à plusieurs mois d’intervalle – une preuve claire que les trous noirs peuvent se « réveiller » de manière épisodique après des périodes d’apparente inactivité.

Cette recherche a été menée en collaboration avec des scientifiques d’institutions aux États-Unis, en Europe et en Israël, dont le Prof. Paz Beniamini de l’Open University of Israel – Article : « The First Radio-Bright Off-Nuclear TDE 2024tvd Reveals the Fastest-Evolving Double-Peaked Radio Emission’ – DOI : 10.48550/arXiv.2508.03807

Source : Université hébraïque de Jérusalem