On a tous déjà entendu parler des trous noirs, mais que sont-ils exactement ?

Ne vous laissez pas abuser, un trou noir est tout sauf un espace vide, bien au contraire ! A l’inverse, les trous noirs sont des objets cosmiques formés par d’énormes quantités de matière condensées dans un volume relativement petit : imaginez une étoile dix fois plus grosse que le soleil condensée dans une sphère de la taille de Paris. Les trous noirs sont tellement denses qu’ils produisent un champ gravitationnel extrêmement puissant – tellement puissant que rien ne peut s’en échapper, pas même la lumière !

Comment naissent les trous noirs ?

Etant donné que les trous noirs sont des objets cosmiques théoriques et inobservables directement, il n’a pas été simple de connaître leur provenance ou d’en savoir plus sur leur cycle de vie.

Les scientifiques ont déterminé que les trous noirs se formaient à la « mort » des étoiles.
A la fin de leur vie (plutôt longue hein…), les étoiles « meurent » dans une grande explosion appelée supernova. Plutôt qu’une explosion, à leur mort les étoiles les plus grosses implosent et « s’effondrent » sur elles-mêmes, causant une immense – et brève ! – augmentation de leur luminosité. L’effondrement du cœur d’une étoile cause une telle augmentation de densité qu’elle finit par devenir un trou noir (en vérité, il existe différents types de supernovae, qui dépendent de la masse de l’étoile agonisante, et les très très très grosses peuvent même devenir des trous noirs sans passer par la supernova, mais ne rentrons pas dans les détails…)

Mais si on ne peut pas les voir, comment on sait qu’ils sont là ?

Excellente question ! Vu que rien – pas même la lumière – ne peut s’échapper de l’emprise gravitationnelle d’un trou noir, ils sont virtuellement invisibles.

Mais les scientifiques ont de la ressource !

Même si on ne peut pas les voir, on peut deviner leur présence en observant le comportement des objets visibles (notamment les étoiles) à leur approche ! Les trous noirs stellaires sont les plus « faciles » à détecter. On estime leur masse à l’équivalent de 10 à 24 fois la masse de notre Soleil. Etant donné le nombre d’étoiles dans l’Univers susceptibles de devenir de tels trous noirs, les scientifiques estiment qu’il pourrait y en avoir entre 10 millions et un milliard dans l’univers !

Les trous noirs géants, appelés trous noirs supermassifs, ont une masse plusieurs millions – si ce n’est milliards ! – de fois plus élevée que celle du soleil. Les astrophysiciens pensent que l’on trouve ce type de trou noir au centre de toutes les galaxies.

Le 22 Novembre 2014, les astronomes ont justement été témoin d’un événement céleste rarissime : un trou noir supermassif, probablement au centre d’une galaxie à plus de 300 millions d’année lumière de notre planète, a « avalé » une étoile ! Au cours de ce processus, l’étoile a été « démantelée » par l’attraction gravitationnelle du trou noir, causant une explosion de rayons-X, qui ont atteint la terre, et que les astrophysiciens du monde entier n’ont eu de cesse de rechercher depuis cet événement !

Signal reçu !

Récemment, une équipe internationale menée par un chercheur du MIT, aux Etats-Unis, a enfin réussi, en mettant bout à bout des centaines de bases de données provenant de différents télescopes autour de la planète, à détecter un signal périodique, qui apparaît à son maximum toutes les 131 secondes, et qui a persisté pendant au moins 450 jours après l’observation de l’événement.

« Mais t’as bien dit que les trous noirs ne pouvaient rien émettre non ? »

Exactement. Donc le signal reçu ne provenait pas directement du trou noir, mais d’un objet qui serait en orbite autour du trou noir !

Oui, un objet peut orbiter autour d’un trou noir sans être « avalé « ! Il lui suffit de se trouver juste à la bonne distance, juste à l’extérieur de la « zone d’avalage », qu’on appelle en anglais « event horizon » (oui, comme le film ! Mais si, ce grand moment de cinéma, avec Laurence Fishburne (Matrix !) et Sam Neil (le Dr Grant de Jurassic Park !), où ils enquêtent sur la mystérieuse réapparition d’un vaisseau spatial « avalé » – et donc « recraché » ! – par un trou noir! Ça ne vous dit rien?).

Donc, à l’aide de ce signal, nos chercheurs ont été capables de déterminer que ce trou noir supermassif, dont ils pouvaient estimer la taille et la masse (1 million de fois celle du Soleil…), tournait à une vitesse équivalente à 50% de la vitesse de la lumière (150 000 kilomètres/seconde.. j’ai bien dit SECONDE !).

Les chercheurs, s’ils réussissent à observer d’autres évènements de ce type, pourraient tenter d’établir un lien entre la vitesse de rotation et l’âge des trous noirs !

Pour votre information, en France, on subit une vitesse de rotation de la Terre d’environ 0,3 km par seconde. Mal des transports ou pas, 150 000 km/s, ça doit piquer un peu, non ?

 

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