Un trou noir a dévoré une étoile de l'intérieur, produisant le plus long sursaut gamma jamais enregistré

Le 2 juillet 2025, le Fermi Gamma-ray Burst Monitor de la NASA a détecté un événement extraordinaire : GRB 250702B, un sursaut gamma dont l'émission s'est poursuivie pendant environ 25 000 secondes, soit près de sept heures. Une équipe de plus de cinquante chercheurs a analysé les données et publié ses résultats sur le serveur de prépublication arXiv, concluant que le sursaut ne peut être expliqué par aucun modèle de progéniteur précédemment confirmé.

Principales observations

Le sursaut a présenté plusieurs propriétés extrêmes :

• Une durée d'environ 25 000 secondes, bien plus longue que le record précédent d'environ 15 000 secondes.
• Un spectre très dur et une énergie de crête élevée, avec des photons dépassant les 10 MeV dans le référentiel au repos.
• Une variabilité de l'ordre de la sous-seconde combinée à une énergie totale émise élevée, des caractéristiques normalement associées à des jets ultra-relativistes provenant d'un moteur central compact à rotation rapide.

Pourquoi les modèles standards échouent

L'équipe de recherche a systématiquement évalué les progéniteurs de sursauts gamma connus et les a trouvés incompatibles avec les observations :

L'explication de la fusion d'hélium

Pour rendre compte de la durée extrême, de la dureté spectrale et de la variabilité rapide, l'équipe propose un scénario de fusion d'hélium. Dans ce modèle, un système binaire contient un trou noir de masse stellaire et une étoile compagne qui évolue et se dilate. À mesure que la compagne grandit, elle engloutit le trou noir. Le trou noir spiralise ensuite vers l'intérieur à travers l'enveloppe de la compagne, perdant son énergie orbitale par friction et interactions de marée jusqu'à atteindre le cœur d'hélium dense.

Lorsque le trou noir atteint le cœur, le moment cinétique élevé du système entraîne l'accrétion via un disque plutôt qu'une chute directe. Ce disque peut produire des champs magnétiques puissants et alimenter des jets ultra-relativistes tandis que des processus visqueux génèrent des vents puissants. La combinaison des jets et d'une explosion de type supernova peut produire une émission gamma prolongée de haute énergie, cohérente avec les observations de GRB 250702B.

Implications

Le modèle de fusion d'hélium relie l'évolution binaire, les supernovas inhabituelles et les sursauts gamma de longue durée dans un cadre unique. Il suggère également des liens potentiels entre de tels événements et les sources d'ondes gravitationnelles, car la dynamique implique des objets compacts interagissant profondément avec des compagnons stellaires.

Données et publication