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Un jour, le Soleil commencera à s'étendre jusqu'à engloutir la Terre, puis deviendra instable avant de se contracter en une naine blanche dense. Si le Soleil était huit fois plus massif, il finirait par exploser en supernova, éjectant énergie et matière dans l'espace, laissant derrière lui une étoile à neutrons ou un trou noir.
Des chercheurs de l'Institut Niels Bohr à Copenhague ont trouvé des preuves que des étoiles très massives peuvent disparaître sans explosion. Leur étude suggère que la gravité de ces étoiles est si forte qu'elles s'effondrent directement en trous noirs.
Alejandro Vigna-Gómez, premier auteur de l'étude, explique que le cœur d'une étoile peut s'effondrer sous son propre poids, devenant un trou noir sans passer par une explosion en supernova. Cela pourrait expliquer la disparition soudaine de certaines étoiles brillantes observées récemment.
Le système binaire VFTS 243, récemment observé à la périphérie de la Voie Lactée, est particulier. Il contient une étoile et un trou noir environ dix fois plus massifs que le Soleil. Contrairement à d'autres systèmes similaires, VFTS 243 ne montre aucun signe d'explosion passée, ce qui est inhabituel.
Les astronomes classent généralement les trous noirs en trois types: les trous noirs stellaires, les trous noirs supermassifs et les trous noirs de masse intermédiaire. Les trous noirs stellaires, comme ceux de VFTS 243, se forment lorsque des étoiles massives s'effondrent. Les trous noirs supermassifs se trouvent au centre des galaxies, tandis que les trous noirs de masse intermédiaire, autrefois théoriques, ont été récemment détectés.
Vue du télescope spatial Webb de la nébuleuse de la Tarentule, où se trouve VTFS 243.
Crédit: NASA, ESA, CSA, et STScI
Le système VFTS 243 n'a pas de "coup de pied natal" significatif, une accélération typique des objets orbitaux suite à une supernova. De plus, l'orbite presque circulaire du système suggère l'absence d'explosion violente.
Les chercheurs ont analysé les données observationnelles pour trouver des signes d'une explosion passée, mais n'ont trouvé que des preuves mineures. Leur analyse suggère que l'énergie libérée lors de l'effondrement était principalement sous forme de neutrinos, des particules à faible masse interagissant faiblement.
Ce système binaire unique servira de référence pour de futures études sur l'évolution stellaire et l'effondrement des étoiles, aidant à valider des modèles théoriques. Selon le professeur Irene Tamborra, ce système est le meilleur exemple observable d'un trou noir formé par effondrement total, sans explosion en supernova.