Des astronomes proposent une explication à un phénomène énigmatique observé lorsqu'une étoile survit à plusieurs passages près d'un trou noir supermassif. De nouvelles simulations hydrodynamiques indiquent qu'une étoile tournant déjà très vite avant sa première approche peut perdre progressivement moins de matière et produire une éruption plus faible à chaque retour, selon une étude publiée dans The Astrophysical Journal.
Ces phénomènes sont appelés événements répétés de perturbation maréale partielle. L'attraction gravitationnelle inégale du trou noir arrache une partie de l'étoile, mais son cœur survit en orbite et revient après quelques mois ou années. La matière qui retombe vers le trou noir libère de l'énergie sous forme de lumière. D'après l'Université de Syracuse, environ dix systèmes répétés ont été identifiés et quatre présentent des éruptions de plus en plus faibles.
Les simulations antérieures posaient un problème. Elles montraient qu'une étoile perdant moins de masse à chaque passage devait aussi accélérer sa rotation sous l'effet du couple exercé par le trou noir. La quantité réduite de débris revenait alors plus rapidement, maintenant presque constants le débit maximal de retour et la luminosité prévue. Ce résultat ne correspondait pas au déclin lumineux mesuré dans plusieurs systèmes réels.
L'équipe dirigée par la doctorante Ananya Bandopadhyay, à Syracuse, a ajouté aux modèles une rotation initiale rapide de l'étoile. Dans ce cas, les passages suivants augmentent beaucoup moins sa vitesse, si bien que le temps de retour des débris reste relativement stable. Comme chaque rencontre arrache moins de masse, le débit maximal baisse et l'éruption simulée s'atténue. Cette explication reste une hypothèse, car les observations n'ont pas encore établi directement la rotation initiale proposée.
Les chercheurs estiment que le mécanisme de Hills pourrait expliquer à la fois cette rotation et l'orbite extrêmement serrée. Dans ce scénario, deux étoiles proches s'aventurent près d'un trou noir supermassif; la gravité expulse l'une et capture l'autre. Dans un couple compact, les étoiles peuvent être verrouillées par les marées et tourner rapidement avant leur séparation, ce qui fournit naturellement la condition utilisée par les simulations.
Le modèle pourrait aussi éclairer l'étude des étoiles proches de Sagittarius A*, le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée, car un processus semblable pourrait y avoir placé certaines d'entre elles. Les futurs relevés à grand champ pourront découvrir davantage d'événements répétés et suivre l'évolution de leurs éruptions, constituant ainsi un échantillon plus vaste pour vérifier si la rotation initiale rapide explique régulièrement ce déclin.
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