Un trou noir déchire une étoile massive lors de l'explosion stellaire la plus puissante jamais observée

Un trou noir a déchiré une étoile massive lors d'une explosion record, mais ce que les astronomes ont découvert par la suite pourrait être encore plus surprenant.

Parmi les objets les plus destructeurs de l'univers, les trous noirs ont été témoins d'un acte de violence cosmique sans précédent. Un événement récemment identifié, nommé officiellement AT2024wpp et surnommé le Whippet, montre un trou noir déchirant une étoile massive, déclenchant une explosion d’une intensité surpassant toutes les explosions liées à l’effondrement stellaire jamais enregistrées.

Cette explosion a libéré temporairement une énergie équivalente à 400 milliards de soleils, ce qui la rend bien plus puissante qu’une supernova classique et plus lumineuse que toute autre explosion alimentée par l’effondrement d’une étoile observée jusqu’à présent.

Les chercheurs estiment que cette déflagration a débuté lorsqu’une étoile massive s’est approchée trop près d’un trou noir. La gravité intense du trou noir a étiré et déchiré l’étoile, entraînant une partie de sa matière dans un disque superchauffé. En spirale vers l’intérieur, les débris ont émis des rayons X intenses et généré un vent puissant qui a percuté le gaz expulsé par l’étoile avant sa destruction finale.

Daniel Perley, professeur associé d’astrophysique à l’université Liverpool John Moores et auteur principal de l’étude, a décrit la scène lors de la réunion annuelle de l’American Astronomical Society : « Nous avons découvert ce que nous pensons être un trou noir fusionnant avec une étoile massive compagne, la déchirant en un disque qui alimente le trou noir. C’est un phénomène rare et impressionnant. »

Une explosion cosmique aux dimensions exceptionnelles

Les astronomes avaient déjà observé des trous noirs détruisant des étoiles dans des événements appelés Tidal Disruption Events. Ce qui distingue le Whippet, c’est son ampleur, sa rapidité et sa luminosité. Il appartient à une catégorie rare nommée Luminous Fast Blue Optical Transients (LFBOT), caractérisée par une émission intense dans le bleu et l’ultraviolet, suivie d’une extinction beaucoup plus rapide que celle des supernovae classiques.

Anna Ho, professeure assistante d’astronomie à l’université Cornell et coauteure de l’étude, a repéré le Whippet peu après que sa lumière ait atteint la Terre, grâce au Zwicky Transient Facility de l’observatoire Palomar en Californie. En moins d’une journée, le télescope de Liverpool aux îles Canaries et le satellite Swift de la NASA ont confirmé que l’objet était d’un bleu intense et produisait des rayons X.

Les mesures de distance réalisées par R. Michael Rich à UCLA et Yu-Jing Qin au Caltech ont montré que l’explosion était bien trop énergétique pour être une supernova ordinaire. Sa chaleur extrême et son évolution rapide indiquaient plutôt qu’une étoile était déchirée et engloutie par un trou noir.

« Même si nous avions une idée de ce que c’était, c’était tout de même extraordinaire », a déclaré Perley. « Cette explosion était plusieurs fois plus énergétique que tout autre événement similaire et plus puissante que toute explosion connue alimentée par l’effondrement d’une étoile. »

« Ces événements ne nous permettent pas seulement d’identifier les trous noirs, ils offrent aussi une nouvelle méthode pour localiser où ils se trouvent, comment ils se forment et grandissent, ainsi que la physique sous-jacente à ces processus », a-t-il ajouté.

Les ondes de choc dévoilent les derniers instants de l’étoile

Le Whippet a également révélé un aspect rarement observable : le gaz environnant une étoile condamnée. Une onde de choc s’est propagée à environ un cinquième de la vitesse de la lumière, percutant un matériau dense à proximité avant de s’éteindre brusquement après environ six mois. Les chercheurs pensent que cette extinction correspond à l’atteinte de la limite extérieure d’une bulle creusée par le gaz perdu par l’étoile avant sa rencontre fatale.

Ce gaz environnant a contribué à transformer le processus d’alimentation du trou noir en un spectacle lumineux. Le disque autour du trou noir a généré des rayons X et un vent de gaz puissant, qui a percuté les flux expulsés antérieurement par l’étoile. Cette collision a produit la lueur bleue optique et ultraviolette observée dans les premiers jours, suivie par des signaux radio et millimétriques par la suite.

Une énigme qui défie encore les astronomes

Un des indices les plus étranges est apparu après le déclin de l’événement. Les premières observations réalisées avec les observatoires Keck, Magellan et le Very Large Telescope ont montré presque aucune trace chimique identifiable. Plus tard, de faibles signes d’hydrogène et d’hélium sont apparus. L’hélium se déplaçait vers la Terre à plus de 6 000 kilomètres par seconde, suggérant qu’une structure dense avait survécu à l’explosion initiale.

L’équipe suppose qu’il pourrait s’agir d’un flux de matière extrait du noyau de l’étoile alors que le trou noir la déchirait. Une hypothèse plus spéculative évoque la présence d’un autre objet dans le système, peut-être une troisième étoile, frappée par le vent de particules et les rayons X émis par le trou noir.

Référence : « AT 2024wpp : an extremely luminous fast ultraviolet transient powered by accretion onto a black hole » par Daniel A Perley et al., 10 avril 2026, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. DOI : 10.1093/mnras/stag678