L'écho de la naissance : comment les astronomes ont trouvé la trace d'un trou noir ✛ ✎

Original: "An X-ray Shell Reveals the Supernova Explosion for Galactic Microquasar SS 433"
arXiv:2410.06510 · 2024-10-09 · arXiv non-exclusive · analyse indépendante · 1 min
L'anneau de gaz autour du trou noir SS 433 est une preuve directe de sa naissance dans une supernova.

La vie des étoiles massives s'achève par une explosion grandiose — une supernova. Après cela, il peut rester un trou noir, mais on n'avait pas vu de preuves directes d'un tel scénario. Aujourd'hui, des astronomes ont aperçu autour du trou noir SS 433 une coquille de gaz surchauffé — comme un anneau de vapeur au-dessus d'une tasse de café géante. L'analyse du rayonnement a montré que cette « vapeur » n'a que 20 000 à 30 000 ans, un clin d'œil cosmique. La composition du gaz et le nuage voisin d'hydrogène froid confirment qu'il a été éjecté par l'explosion elle-même, et non par les jets du trou noir. Fait surprenant : le trou noir absorbe actuellement la matière de sa propre coquille en refroidissement — il se nourrit des « cendres » de sa naissance. L'étoile progénitrice était plus de 25 fois plus massive que le Soleil. De telles découvertes aident à préciser quelles étoiles se transforment en trous noirs et à expliquer d'où viennent les particules de haute énergie qui bombardent la Terre.

La lumière de l'explosion a mis 18 000 ans à nous parvenir : elle aurait pu être observée par les hommes de l'âge de pierre, alors que les mammouths parcouraient encore la Terre.

v_s = \sqrt{\frac{16 kT}{3 \mu m_p}}
La vitesse de l'onde de choc se calcule à partir de la température du plasma : plus le gaz est chaud, plus il se dilate rapidement. Pour une température d'environ 1 keV, la vitesse atteint des centaines de kilomètres par seconde.
\dot{M} \approx (5.1 \times 10^{-5} M_{\odot}\,\mathrm{yr}^{-1}) \left(\frac{M_c}{8 M_{\odot}}\right) \left(\frac{M_{\mathrm{acc}}}{1 M_{\odot}}\right) \left(\frac{\alpha}{0.01}\right) \left(\frac{t}{10^4\,\mathrm{yr}}\right)^{-1.35}
Estime la quantité de matière qui retombe sur le trou noir des milliers d'années après l'explosion. Pour SS 433, ce taux est suffisant pour maintenir une accrétion supercritique.
Scientifiques
Stephen HawkingJacob BekensteinRoger PenroseFritz ZwickyKarl SchwarzschildSubrahmanyan Chandrasekhar
Notions
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