Les astronomes ont observé qu’une étoile de la galaxie d’Andromède (M31) semblait disparaître sans une explosion de supernova traditionnelle, ce qui suggère la formation directe d’un trou noir. Cet événement, baptisé M31-2014-DS1, représente l’un des meilleurs candidats à ce jour pour une « supernova ratée » – un phénomène rare dans lequel une étoile massive s’effondre dans un trou noir sans l’explosion lumineuse attendue.
Le mystère de la formation des trous noirs
Malgré des décennies d’études, les mécanismes exacts à l’origine de la formation des trous noirs restent flous. Les étoiles dépassant environ huit fois la masse de notre Soleil devraient s’effondrer, soit en explosant sous forme de supernovae, soit en implosant directement dans des trous noirs. Cette dernière, une supernova ratée, est difficile à observer car elle n’a pas le signal lumineux d’une supernova. Il est donc difficile de confirmer si certains trous noirs se forment de cette façon.
Cette observation offre une rare opportunité d’étudier le processus en temps réel. Les astronomes ont recherché des données d’archives du télescope spatial infrarouge NEOWISE pour trouver des candidats dans les galaxies proches, et ont finalement découvert M31-2014-DS1, une étoile qui s’est éclaircie en 2014 avant de sombrer dans l’obscurité d’ici 2022.
Preuves et observations à l’appui
Des observations de suivi utilisant le télescope spatial Hubble et des instruments au sol ont révélé un nuage sombre et rougeâtre à l’endroit où se trouvait autrefois l’étoile. Cela suggère que les couches externes de l’étoile se sont dispersées lors de son effondrement, obscurcissant le trou noir nouvellement formé. L’analyse des données du télescope spatial James Webb (JWST) et de l’observatoire à rayons X Chandra conforte également ce modèle, indiquant un trou noir d’environ cinq masses solaires entouré d’un nuage de gaz et de poussière.
Les nouvelles données confirment également les observations antérieures d’une autre supernova candidate échouée, NGC 6946-BH1, fournissant une image plus cohérente de ce processus insaisissable.
Incertitudes restantes et explications alternatives
Bien que convaincante, l’interprétation ratée de la supernova n’est pas sans débat. Certains astronomes suggèrent des explications alternatives, comme une fusion stellaire où deux étoiles entrent en collision et fusionnent sans supernova. L’exclusion de ces scénarios nécessite une analyse minutieuse et des observations futures.
Une prédiction clé est qu’un trou noir finira par s’assombrir à mesure que la poussière environnante se dissipera, tandis qu’une fusion stellaire continuera à émettre de la lumière. Cependant, ce processus peut prendre des décennies, dépassant potentiellement la durée de vie opérationnelle des observatoires actuels comme le JWST.
L’avenir de la recherche ratée sur les supernovas
Pour confirmer ces résultats et affiner notre compréhension, les astronomes soulignent la nécessité de procéder à davantage d’observations. Les installations de nouvelle génération telles que l’observatoire Vera C. Rubin au Chili et le télescope spatial romain Nancy Grace seront cruciales pour découvrir des candidats supplémentaires et faire la distinction entre les supernovae échouées et d’autres événements.
« Nous entrons dans une ère où nous aurons beaucoup plus d’occasions d’étudier ce phénomène », déclare Suvi Gezari, astronome à l’Université du Maryland.
Cette découverte souligne la quête en cours pour percer les mystères de la formation des trous noirs, une question fondamentale en astrophysique. L’étoile en voie de disparition d’Andromède constitue un indice alléchant, qui incite à des recherches plus approfondies et promet de nouvelles perspectives sur le cycle de vie des étoiles massives.
