Selon deux astrophysiciens de l'Observatoire de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville...), le sort des étoiles qui s'aventurent trop près d'un trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche...) massif pourrait s'avérer encore plus violent que ce que l'on croyait jusqu'alors. Non seulement les étoiles sont écrasées en forme de "crêpes" par l'énorme gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) du trou noir, mais le processus peut aussi déclencher une explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement...) thermonucléaire qui les désintègre de l'intérieur. De plus, les ondes de chocs engendrées dans la crêpe stellaire transportent du centre vers la surface (Il existe de nombreuses acceptions au mot surface, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, souvent...) un pic de température (La température d'un système est une fonction croissante du degré d'agitation thermique des particules, c'est-à-dire de...) très bref et intense, susceptible de donner naissance à un nouveau type de sursaut X ou gamma.

Les scientifiques savent depuis longtemps que les trous noirs de quelques millions de masses solaires, présents dans la plupart des centres galactiques, peuvent briser les étoiles qui s'approchent trop près. En raison de forces de marée très intenses, la gravité du trou noir attire en effet plus fortement la partie avant de l'étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme...) que sa partie arrière, provoquant ainsi un déséquilibre qui, en quelques heures (L'heure est une unité de mesure  :) seulement, déchire l'étoile tout entière au sein de ce que l'on appelle le "rayon de marée".

Selon une étude récente de Matthieu Brassart et Jean-Pierre Luminet, de l'Observatoire de Paris (section de Meudon), l'intensité des forces de marée peut aussi déclencher des réactions thermonucléaires suffisamment puissantes pour faire exploser l'étoile depuis l'intérieur. A l'aide de simulations numériques, ils ont étudié les derniers instants d’une étoile condamnée, dès lors qu'elle pénètre profondément dans le rayon de marée d'un trou géant.


Lorsque l'étoile s'approche suffisamment près du trou noir (sans toutefois tomber dedans), les forces de marée l'aplatissent en une configuration de "crêpe". Des calculs déjà effectués il y a vingt ans par J.-P. Luminet et ses collaborateurs avaient suggéré que l'écrasement de l'étoile augmenterait la densité (La densité est un nombre sans dimension, égal au rapport d'une masse d'une substance homogène à la masse du même volume...) et la température centrales à des valeurs suffisantes pour déclencher des réactions thermonucléaires explosives. Mais d'autres travaux avaient suggéré que le processus serait modifié par des ondes de choc engendrées au sein de la crêpe, de sorte qu'aucune explosion nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) ne se produirait.

Les nouvelles simulations étudient en détail les effets des ondes de choc, et montrent que les conditions créées favorisent toujours une explosion thermonucléaire qui brisera complètement l'étoile, et sera suffisamment puissante pour propulser une bonne partie du gaz libéré hors d'atteinte du trou noir.

Feux d'artifice stellaires

La rupture d'étoiles par les forces de marée de trous noirs a probablement déjà été observée par les télescopes à rayons X comme GALEX, XMM et Chandra (Le satellite Chandra est un télescope à rayons X. Il a été lancé en 1999 par la navette spatiale Columbia lors de la...), bien qu'à un stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi,...) beaucoup plus tardif: en effet, plusieurs mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) après l'événement qui a brisé l'étoile, une partie du gaz libéré tombe en spirale (Cet article ou cette section doit être recyclé. Sa qualité devrait être largement améliorée en le réorganisant et en le...) vers le trou noir, s'échauffe et libère du rayonnement (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement...) UV et X. Toutefois, si les crêpes stellaires explosent bel (En raison de limitations techniques, la typographie souhaitable du titre, « bel », n'a pu être restituée...) et bien, elles permettraient de détecter ces ruptures beaucoup plus tôt. Les futurs instruments comme le LSST (Large Synoptic Survey Telescope), qui recensera les supernovae en grand nombre, pourront repérer des explosions de ce type.

Mais le sort d'une crêpe stellaire pourrait s'avérer encore plus spectaculaire. Brassart et Luminet ont calculé que les ondes de choc engendrées dans la crêpe transportent un pic de température bref (< 0.1 s) mais très intense (plus de 10^9 K) depuis le coeur de l'étoile vers sa surface. Ce dernier résultat est très prometteur, car il pourrait donner naissance à un nouveau type de sursaut X ou gamma qui permettrait de voir instantanément la rupture de l'étoile.

La fréquence de telles "flambées" est estimée à environ 10^-5 par an par galaxie. Comme la plupart des galaxies - y compris notre propre Voie Lactée ( Anciennement, la Voie lactée ne désignait que la bande blanchâtre traversant le ciel nocturne. Il existe plusieurs...) - abritent un trou noir massif en leur centre, et comme l'univers (On nomme univers l'ensemble de tout ce qui existe, comprenant la totalité des êtres et des choses (celle-ci comprenant...) est transparent aux rayonnements X durs et gamma, plusieurs événements de ce type seraient détectables chaque année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la...) dans l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble, désigne intuitivement une collection d’objets (que l'on appelle éléments...) de l'univers observable (Dans le formalisme de la mécanique quantique, une opération de mesure (c'est-à-dire obtenir la valeur ou un intervalle...).

Conclusion

Les projets de sondages du ciel aux hautes énergies et à vaste couverture angulaire seront les mieux à même de détecter des flambées de ce type. En permettant une localisation rapide des crêpes stellaires, relayée par la détection de leurs lueurs résiduelles en optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière et de ses relations avec la vision.), infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la...) et radio par les télescopes au sol, ces missions spatiales pourront apporter à la connaissance des dislocations stellaires autant que les télescopes Beppo-Sax et Swift ont jadis apporté à la compréhension des sursauts gamma.