Des objets étranges trouvés au centre galactique ne ressemblent à rien d’autre dans la Voie Lactée

Il y a quelque chose de vraiment bizarre au centre de la Voie Lactée.

La proximité d’un trou noir supermassif est un endroit assez étrange pour commencer, mais les astronomes ont trouvé six objets en orbite autour de Sagittarius A* (également abrégé en Sgr A*) qui ne ressemblent à rien dans la galaxie. Ils sont si particuliers qu’on leur a attribué une toute nouvelle classe – ce que les astronomes appellent les objets G.

Les deux premiers objets – appelés G1 et G2 – ont attiré l’attention des astronomes il y a près de deux décennies, leurs orbites et leurs natures étranges s’étant progressivement rapprochées au cours des années suivantes. Ils semblaient être des nuages de gaz géants de 100 unités astronomiques de diamètre, s’allongeant plus longtemps lorsqu’ils s’approchaient du trou noir, avec des spectres d’émission de gaz et de poussière.

Mais G1 et G2 ne se comportaient pas comme des nuages de gaz.

“Ces objets ressemblent à du gaz mais se comportent comme des étoiles”, a déclaré la physicienne et astronome Andrea Ghez de l’Université de Californie, à Los Angeles.

Ghez et ses collègues étudient le centre galactique depuis plus de 20 ans. Maintenant, à partir de ces données, une équipe d’astronomes dirigée par l’astronome de l’UCLA Anna Ciurlo a identifié quatre autres de ces objets : G3, G4, G5 et G6.

(Anna Ciurlo/Tuan Do/UCLA Galactic Center Group)

Et ils sont sur des orbites très différentes de G1 et G2 (illustrées ci-dessus) ; tous ensemble, les objets G ont des périodes orbitales qui vont de 170 ans à 1 600 ans.

On ne sait pas exactement ce qu’ils sont, mais l’émergence intacte de G2 de la périapse en 2014 – c’est-à-dire le point le plus proche du trou noir dans son orbite – était, selon Ghez, un indice important.

“Au moment de l’approche la plus proche, G2 avait une signature vraiment étrange”, dit-elle.

“Nous l’avions déjà vu auparavant, mais il n’avait pas l’air trop particulier jusqu’à ce qu’il s’approche du trou noir et s’allonge, et qu’une grande partie de son gaz soit déchiré. Il est passé d’un objet assez inoffensif quand il était loin du trou noir à un objet qui était vraiment allongé et déformé à son approche la plus proche et a perdu son enveloppe extérieure, et maintenant, il redevient plus compact.”

Impression d’artiste des objets G. (Jack Ciurlo/UCLA)

Auparavant, on avait cru que G2 était un nuage d’hydrogène gazeux, qui allait être déchiré et aspiré par Sgr A*, produisant un feu d’artifice d’accrétion de trous noirs supermassifs. Le fait que rien ne s’est produit a été plus tard qualifié de “pétillement cosmique“.

Les astronomes croient que la réponse se trouve dans les étoiles binaires massives. La plupart du temps, ces étoiles jumelles, enfermées dans une orbite mutuelle, ne font que leur truc d’étoile amie. Mais parfois – tout comme les trous noirs binaires qui se heurtent – elles peuvent s’emboîter l’une dans l’autre, formant une seule grande étoile.

Lorsque cela se produit, elles produisent un vaste nuage de poussière et de gaz qui entoure la nouvelle étoile pendant environ un million d’années après la collision.

“Quelque chose a dû maintenir la compacité de G2 et lui permettre de survivre à sa rencontre avec le trou noir”, a ajouté M. Ciurlo. “C’est la preuve d’un objet stellaire à l’intérieur de G2.”

Et les cinq autres ? Eh bien, ils pourraient être des fusions d’étoiles binaires aussi. La plupart des étoiles du centre galactique sont très massives, et la plupart d’entre elles sont binaires. Et les forces gravitationnelles extrêmes en jeu autour de Sgr A* pourraient être suffisantes pour déstabiliser leurs orbites binaires avec une fréquence relative.

“Des fusions d’étoiles peuvent se produire dans l’Univers plus souvent que nous le pensions, et sont probablement assez courantes”, a déclaré M. Ghez.

“Les trous noirs peuvent pousser les étoiles binaires à fusionner. Il est possible que plusieurs des étoiles que nous avons observées et que nous n’avons pas comprises soient le produit final de fusions qui sont maintenant calmes. Nous apprenons comment les galaxies et les trous noirs évoluent. La façon dont les étoiles binaires interagissent entre elles et avec le trou noir est très différente de la façon dont les étoiles simples interagissent avec d’autres étoiles simples et avec le trou noir.”

Il semble que les objets G aient beaucoup en commun, quels qu’ils soient, et l’élargissement de l’ensemble des données ne peut que fournir plus d’informations pour démêler le puzzle. Il reste cependant beaucoup à découvrir. Comme un mystérieux feu d’artifice aperçu à la sortie de Sgr A* l’année dernière.

Était-ce une réaction retardée de la périapsie de G2 ? Le pétillement cosmique n’était-il pas si pétillant après tout ? Il faudra peut-être continuer à regarder ce petit trou noir supermassif bizarre dans un coin de l’espace pour voir ce qui se passe ensuite…

Les recherches ont été publiées dans Nature.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche