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L'étoile géante réussit à disparaître. Est-ce devenu un trou noir ou était-ce une illusion?

Une étoile massive instable a soudainement disparu de la vue, et les astronomes ne savent pas si elle s'est effondrée en un trou noir ou joue au coucou derrière la poussière galactique.

L'étoile était trop éloignée pour être aperçue d'elle-même, mais elle est apparue dans le spectre, ou signature lumineuse, de la galaxie naine Kinman, qui est à environ 75 millions d'années-lumière de la Terre. Le spectre a montré que la galaxie éloignée contenait un bleu de stade avancé étoile variable c'est 2,5 millions de fois plus lumineux que le soleil. Les étoiles de ce type sont connues pour être capricieuses, avec des changements dramatiques dans leurs spectres et leur luminosité (luminosité inhérente).

La signature de l'étoile variable bleue est apparue dans les observations recueillies entre 2001 et 2011. L'Observatoire européen austral (ESO) Très grand télescope, cependant, n'a pas pu trouver l'étoile lors de deux sessions d'observation distinctes en 2019 avec différents appareils de spectrographe. Ces instruments comprenaient le spectrographe à échelle pour les exoplanètes rocheuses et les observations spectroscopiques stables (ESPRESSO) et le X-shooter.

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Représentation d'un artiste de ce à quoi l'étoile variable bleu vif de la galaxie Kinman Dwarf aurait pu ressembler avant sa disparition soudaine. (Crédit image: ESO / L. Calçada)

De plus, le Kinman Dwarf n'a montré aucun signe de supernova, ou explosion d'étoiles, au cours des années intermédiaires – ce qui a conduit l'équipe à spéculer sur l'étoile peut s'être effondrée directement dans un trou noir, au lieu de devenir une supernova en premier.

"Nous avons été surpris de découvrir que l'étoile avait disparu", a expliqué le chercheur principal Andrew Allan, Ph.D. étudiant au Trinity College de Dublin en Irlande, a déclaré dans une déclaration de l'ESO. Si l'étoile est en effet passée directement d'une étoile à un trou noir, a ajouté Allan, "ce serait la première détection directe d'une telle étoile monstre terminant sa vie de cette manière".

Pour en savoir plus, l'équipe a analysé des données plus anciennes collectées par X-shooter et le spectrographe ultraviolet et visuel de VLT entre 2002 et 2009. (ESPRESSO n'a été installé qu'en 2016). D'autres télescopes ont également été utilisés pour l'étude historique; entre les spectrographes du VLT et ces autres observatoires, les astronomes ont facilement confirmé la présence de l'étoile aujourd'hui manquante dans les observations plus anciennes.

La recherche d'archives a également révélé de nouvelles informations. L'étoile, selon les anciennes données suggérées, pourrait avoir effectué une forte explosion qui s'est terminée quelque temps après la dernière observation des scientifiques en 2011. L'explosion aurait produit un taux élevé de perte de masse et aurait provoqué un pic temporaire de la luminosité de l'étoile.

Une image du télescope spatial Hubble de la galaxie naine Kinman. (Crédit d'image: NASA, ESA / Hubble, J. Andrews (U. Arizona))

C'est ce qui s'est passé après cette explosion qui a intrigué les astronomes. Si l'étoile s'est effectivement effondrée dans un trou noir, c'est un chemin de vie inhabituel pour un stade avancé étoile bleue comme celui du nain Kinman. Habituellement, la séquence verrait l'étoile exploser en supernova en premier, avant que la forte gravité de l'événement ne l'entraîne dans un trou noir.

Une explication potentielle, pensent les astronomes, est que l'étoile a peut-être perdu tellement de masse qu'elle est devenue moins lumineuse et qu'elle est maintenant partiellement cachée par la poussière dans la galaxie.

Les astronomes prévoient de poursuivre leur travail avec un observatoire plus puissant, lorsqu'il sera prêt. ESO Télescope extrêmement grand aura un seul miroir de 127 pieds (39 mètres), comparativement à l'ouverture combinée du VLT de 107 pieds (32 m) de miroir sur quatre télescopes. Cela le rendrait assez grand pour repérer des étoiles individuelles dans des galaxies éloignées comme le nain Kinman. Le nouveau télescope devrait voir le jour en 2025.

Une étude basé sur la recherche a été publié mardi 30 juin dans les avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

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