illustration Le système V404 Cygni est constitué d’un trou noir auquel sont liées gravitationnellement deux étoiles. Source : Jorge Lugo via alerte scientifique
ESPACE — Les scientifiques ont découvert une anomalie spatiale dans la constellation du Cygne, à environ 7 800 années-lumière de la Terre. Là, il y a un trou noir dans le système appelé V404 Cygni.
Le système V404 Cygni présente fréquemment un comportement inattendu. Aujourd’hui, ce trou noir a révélé une nouvelle surprise sous la forme d’une étoile compagnon invisible, en orbite sur une période inhabituellement longue d’environ 70 000 ans.
V404 Cygni a en fait déjà une étoile compagne avec une orbite plus proche, soit environ 6,5 jours. Cette étoile est lentement « mangée » par le trou noir. La découverte de cette troisième étoile fait de V404 Cygni un système trinaire, quelque chose qui n’a jamais été découvert auparavant.
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Cette découverte pourrait fournir de nouvelles informations sur la façon dont les trous noirs se forment, car les explosions de supernova qui forment généralement des trous noirs devraient briser les liaisons gravitationnelles faibles telles que les orbites de ces troisièmes étoiles.
“Nous pensions que la plupart des trous noirs se formaient à partir de violentes explosions stellaires, mais cette découverte soulève de nouvelles questions”, a déclaré le physicien Kevin Burdge du MIT, rapporté par Alerte scientifique.
“Ce système est très intéressant pour comprendre l’évolution des trous noirs et indique également qu’il pourrait y avoir davantage de systèmes trinaires.”
La deuxième étoile est en réalité connue des astronomes depuis plusieurs décennies. Cependant, auparavant, on pensait que cette étoile était une étoile proche du V404 Cygni sans aucun lien particulier.
Cependant, les données de la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne montrent que les deux se déplacent à la même vitesse et dans la même direction, ce qui indique un lien gravitationnel.
« Ce n’est certainement pas une coïncidence. Nous voyons deux étoiles se déplacer ensemble parce qu’elles sont reliées par une faible gravité. Il faut donc que ce soit un système trinaire.
Le modèle de formation des trous noirs par supernovae est bien connu. Dans ce modèle, une étoile mourante explose violemment, libérant de la matière externe et laissant derrière elle un noyau qui s’effondre dans un trou noir.
Cependant, un autre mécanisme est également possible, à savoir le modèle d’effondrement direct. Dans ce scénario, une étoile massive s’effondre sans grande explosion et forme immédiatement un trou noir.
La large orbite du système V404 Cygni complique la théorie des supernovas, car la gravité entre le trou noir et sa troisième étoile ne devrait pas être suffisamment forte pour survivre à une explosion de supernova.
L’équipe de Burdge a simulé des dizaines de milliers de scénarios et a découvert que la meilleure explication était que ces trois objets étaient déjà liés gravitationnellement avant que le trou noir ne se forme par effondrement direct.
“Presque toutes les simulations montrent que le moyen le plus simple de créer ce système trinaire est l’effondrement direct”, a déclaré Burdge. Cette découverte constitue une preuve solide du modèle d’effondrement direct de la formation des trous noirs.
Il existe probablement d’autres systèmes trinaires de trous noirs qui n’ont pas encore été détectés. Leur découverte nous aidera à mieux comprendre comment se forment les trous noirs et quand se produit un processus d’effondrement direct, plutôt qu’une explosion spectaculaire de supernova.
Selon l’astronome Kareem El-Badry de Caltech, si ce système trinaire s’avère commun, il pourrait répondre au mystère de longue date de la formation des systèmes binaires de trous noirs. Cette recherche a été publiée dans la revue Nature.
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