À l’aide de données recueillies par une suite de télescopes spatiaux et terrestres, les astronomes ont découvert AT 2024wpp, le transitoire optique bleu rapide (LFBOT) le plus lumineux jamais observé. Ces explosions rares, brèves et intensément brillantes ont intrigué les scientifiques pendant une décennie, mais la luminosité extrême et les données détaillées sur plusieurs longueurs d’onde d’AT 2024wpp montrent qu’elles ne peuvent être expliquées par aucune sorte d’explosion stellaire normale telle qu’une supernova. Au lieu de cela, les nouvelles observations indiquent qu’AT 2024wpp a été alimenté par un événement de perturbation de marée extrême au cours duquel un trou noir atteignant environ 100 fois la masse du Soleil a déchiré une étoile compagnon massive en quelques jours, convertissant une fraction extraordinaire de la masse de l’étoile en énergie.
Les LFBOT tirent leur nom du fait qu’ils sont brillants (ils sont visibles sur des distances allant de centaines de millions à des milliards d’années-lumière) et ne durent que quelques jours.
Ils produisent une lumière à haute énergie allant de l’extrémité bleue du spectre optique aux rayons ultraviolets et X.
La première a été observée en 2014, mais la première avec suffisamment de données à analyser a été enregistrée en 2018 et, selon la convention de dénomination standard, s’appelait AT 2018cow.
Le nom a conduit les chercheurs à l’appeler la vache, et les LFBOT ultérieurs ont été appelés, ironiquement, le Koala (ZTF18abvkwla), le diable de Tasmanie (AT 2022tsd) et le Finch (AT 2023fhn). Peut-être qu’AT 2024wpp sera connu sous le nom de Guêpe.
La prise de conscience qu’AT 2024wpp ne pouvait pas résulter d’une supernova est survenue après que les chercheurs ont calculé l’énergie qu’elle émettait.
Il s’est avéré que c’était 100 fois supérieur à ce qui serait produit dans une supernova normale.
L’énergie rayonnée nécessiterait la conversion d’environ 10 % de la masse au repos du Soleil en énergie sur une très courte période de quelques semaines.
Plus précisément, les observations de Gemini South ont révélé un excès de lumière proche infrarouge émise par la source.
Ce n’est que la deuxième fois que les astronomes observent un tel phénomène – l’autre cas étant AT 2018cow – qui n’est clairement pas présent dans les explosions stellaires ordinaires.
Ces observations établissent l’excès du proche infrarouge comme une caractéristique distinctive des FBOT, bien qu’aucun modèle ne puisse expliquer cet événement.
« La quantité d’énergie rayonnée par ces sursauts est si grande que vous ne pouvez pas les alimenter avec une explosion stellaire d’effondrement du noyau – ou tout autre type d’explosion stellaire normale », a déclaré Natalie LeBaron, étudiante diplômée à l’Université de Californie à Berkeley.
« Le message principal de l’AT 2024wpp est que le modèle avec lequel nous avons commencé est erroné. Ce n’est certainement pas seulement une étoile qui explose. »
Les scientifiques émettent l’hypothèse que la lumière intense et de haute énergie émise lors de cette perturbation extrême des marées était une conséquence de la longue histoire parasitaire du système binaire des trous noirs.
Alors qu’ils reconstruisent cette histoire, le trou noir aspirait depuis longtemps la matière de son compagnon, s’enveloppant complètement dans un halo de matière trop loin du trou noir pour qu’il puisse l’avaler.
Puis, lorsque l’étoile compagnon s’est finalement trop rapprochée et a été déchirée, le nouveau matériau a été entraîné dans le disque d’accrétion en rotation et a heurté le matériau existant, générant des rayons X, des ultraviolets et de la lumière bleue.
Une grande partie du gaz du compagnon a également fini par tourbillonner vers les pôles du trou noir, où il a été éjecté sous forme de jet de matière.
Les auteurs ont calculé que les jets se déplaçaient à environ 40 % de la vitesse de la lumière et généraient des ondes radio lorsqu’ils rencontraient le gaz environnant.
Comme la plupart des LFBOT, AT 2024wpp est situé dans une galaxie avec formation d’étoiles active, donc de grandes étoiles comme celles-ci sont attendues.
AT 2024wpp est à 1,1 milliard d’années-lumière et entre 5 et 10 fois plus lumineux qu’AT 2018cow.
La masse estimée de l’étoile compagne qui a été déchiquetée était plus de 10 fois supérieure à la masse du Soleil.
« Il s’agit peut-être de ce qu’on appelle une étoile Wolf-Rayet, qui est une étoile très chaude et évoluée qui a déjà utilisé une grande partie de son hydrogène », ont déclaré les astronomes.
« Cela expliquerait la faible émission d’hydrogène de l’AT 2024wpp. »
