Lorsque les galaxies entrent en collision, le résultat est tout simplement spectaculaire. Alors que ce type d'événement n'a lieu qu'une fois tous les quelques milliards d'années (et prend des millions d'années pour se terminer), il est en fait assez courant d'un point de vue cosmologique. Et chose intéressante, l'une des conséquences les plus impressionnantes - les étoiles étant déchirées par des trous noirs supermassifs (SMBH) - est également assez courante.
Ce processus est connu dans la communauté scientifique sous le nom de cannibalisme stellaire, ou événements de perturbation des marées (TDE). Jusqu'à récemment, les astronomes pensaient que ce genre d'événements était très rare. Mais selon une étude pionnière menée par d'éminents scientifiques de l'Université de Sheffield, il est en fait 100 fois plus probable que les astronomes ne le soupçonnaient auparavant.
Les TDE ont été proposés pour la première fois en 1975 comme une conséquence inévitable de la présence de trous noirs au centre des galaxies. Lorsqu'une étoile passe assez près pour être soumise aux forces de marée d'une SMBH, elle subit ce que l'on appelle la «spaghétification», où le matériau est lentement retiré et forme des cordes autour du trou noir. Le processus provoque des poussées spectaculaires qui peuvent être des milliards de fois plus brillantes que toutes les étoiles de la galaxie réunies.
Étant donné que la force gravitationnelle des trous noirs est si forte que même la lumière ne peut pas s'échapper de leurs surfaces (les rendant ainsi invisibles aux instruments conventionnels), les TDE peuvent être utilisés pour localiser les SMBH au centre des galaxies et étudier comment elles accumulent la matière. Auparavant, les astronomes se sont appuyés sur des levés à grande échelle pour déterminer la vitesse à laquelle les TDE se produisent et ont conclu qu'ils se produisent à une fréquence tous les 10 000 à 100 000 ans par galaxie.
Cependant, en utilisant le télescope William Herschel de l'Observatoire Roque de los Muchachos sur l'île de La Palma, l'équipe de scientifiques - qui sont originaires du Département de physique et d'astronomie de Sheffield - a mené une enquête sur 15 galaxies infrarouges ultra-lumineuses qui subissaient la galactique. collisions. En comparant des informations sur une galaxie qui avaient été observées deux fois sur une période de dix ans, ils ont remarqué qu'un TDE avait lieu.
Leurs résultats ont été détaillés dans une étude intitulée «Un événement de perturbation de marée dans la galaxie infrarouge ultra-lumineuse voisine F01004-2237», qui a récemment été publiée dans la revue Nature: Astronomie. Comme le Dr James Mullaney, maître de conférences en astronomie à Sheffield et co-auteur de l'étude, l'a déclaré dans un communiqué de presse de l'Université:
«Chacune de ces 15 galaxies subit une« collision cosmique »avec une galaxie voisine. Nos résultats surprenants montrent que le taux de TDE augmente considérablement lorsque les galaxies entrent en collision. Cela est probablement dû au fait que les collisions conduisent à la formation d'un grand nombre d'étoiles à proximité des trous noirs supermassifs centraux des deux galaxies lors de leur fusion. »
L'équipe de Sheffield a observé pour la première fois ces 15 galaxies en collision en 2005 lors d'un précédent levé. Cependant, en les observant à nouveau en 2015, ils ont remarqué qu'une des galaxies de l'échantillon - F01004-2237 - semblait avoir subi quelques changements. L'équipe a consulté les données du télescope spatial Hubble et du Catalina Sky Survey - qui surveille la luminosité des objets astronomiques (en particulier les objets géocroiseurs) au fil du temps.
Ce qu'ils ont découvert, c'est que la luminosité de F01004-2237 - qui se trouve à environ 1,7 milliard d'années-lumière de la Terre - a radicalement changé. Habituellement, de telles poussées seraient attribuées à une supernova ou à une matière accrétée sur une SMBH au centre (aka. Un noyau galactique actif). Cependant, la nature de cette poussée (qui montrait des raies d'émission d'hélium inhabituellement fortes et larges dans son spectre post-torchage) était plus cohérente avec un TDE.
L'apparition d'un tel événement avait été détectée lors d'une observation spectroscopique répétée d'un échantillon de 15 galaxies sur une période de seulement 10 ans, ce qui suggère que la vitesse à laquelle les TDE se produisent était bien plus élevée qu'on ne le pensait auparavant - et par un facteur de 100 pas moins . Comme Clive Tadhunter, professeur d'astrophysique à l'Université de Sheffield et auteur principal de l'étude, a déclaré:
«Sur la base de nos résultats pour F01004-2237, nous nous attendons à ce que les événements TDE deviennent communs dans notre propre galaxie de la Voie lactée quand il fusionnera finalement avec la galaxie d'Andromède voisine dans environ 5 milliards d'années. En regardant vers le centre de la Voie lactée au moment de la fusion, nous verrions une poussée environ tous les 10 à 100 ans. Les fusées éclairantes seraient visibles à l'œil nu et sembleraient beaucoup plus brillantes que toute autre étoile ou planète dans le ciel nocturne. »
En attendant, nous pouvons nous attendre à ce que des TDE soient susceptibles d'être remarqués dans d'autres galaxies au cours de notre propre vie. La dernière fois qu'un tel événement a été observé directement remonte à 2015, lorsque l'enquête automatisée All-Sky pour les supernovae (alias ASAS-SN, ou Assassin) a détecté un événement superlimune à quatre milliards d'années-lumière de là - ce qui, selon les enquêtes de suivi, a été une étoile avalée par une SMBH en rotation.
Naturellement, la nouvelle a été accueillie avec beaucoup d'enthousiasme par la communauté astronomique, car c'était un événement si rare. Mais si les résultats de cette étude sont une indication, les astronomes devraient remarquer que bien d'autres étoiles seraient lentement déchirées dans un avenir pas trop lointain.
Avec les améliorations de l'instrumentation et le déploiement d'instruments de nouvelle génération comme le télescope James Webb dans les années à venir, ces événements rares et extrêmement pittoresques pourraient s'avérer être une expérience plus courante.
