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Des chercheurs de l’Institut de physique Racah de l’université hébraïque de Jérusalem ont mené une étude, publiée dans la revue Nature, en utilisant une simulation avancée pour illustrer le destin tragique d’une étoile dévorée par un trou noir. Ils ont réussi à décrire intégralement ce processus connu sous le nom de perturbation par effet de marée (tidal disruption event ou TDE, en anglais), y compris la découverte d’un nouveau type d’onde de choc qui se produit durant ces événements.
Ces ondes de choc jouent un rôle crucial, provoquant une éruption lumineuse extrêmement intense pendant les moments les plus spectaculaires du TDE. Cette avancée offre une nouvelle perspective sur la destruction stellaire et pourrait aider les astronomes à mieux comprendre les caractéristiques des trous noirs supermassifs, telles que leur masse et leur vitesse de rotation, et à tester les limites de la théorie de la relativité générale d’Einstein.
Les TDE surviennent quand une étoile passe trop près d’un trou noir supermassif dont la masse est des millions, voire des milliards de fois supérieure à celle du Soleil. D’énormes forces de marée sont créées à l’intérieur de l’étoile lorsqu’elle s’approche du trou noir supermassif, en raison de la forte attraction gravitationnelle qui l’étire et la comprime. Cette interaction transforme l’étoile en un long filament de plasma, un phénomène appelé « spaghettification ». Ce plasma, en tombant dans le trou noir, génère une émission lumineuse si intense qu’elle peut surpasser la luminosité de toutes les étoiles d’une galaxie pendant des semaines ou des mois.
La simulation, conçue par Elad Steinberg et Nicholas Stone de l’Institut de physique Racah, a permis pour la première fois une visualisation complète d’un TDE, de la capture initiale de l’étoile jusqu’à l’apogée de l’éruption. Grâce à un logiciel innovant de simulation hydrodynamique, les chercheurs ont identifié un nouveau type d’onde de choc, suggérant une dissipation d’énergie plus rapide que ce qui était précédemment estimé.
Cette découverte souligne que les phases les plus lumineuses d’un TDE sont alimentées par ces ondes de choc. Les scientifiques espèrent que de futures observations de TDE réels pourront offrir plus d’informations sur la dynamique de ces puissantes ondes de choc.