Les trous noirs

Dans sa théorie de la relativité générale, Einstein avait prédit l'existence de "singularités gravitationnelles" n'émettant ni ne réfléchissant de la lumière. Elles étaient donc noires et par conséquent invisibles pour les astronomes. Comment alors les détecter? La prédiction d'Einstein a-t-elle été vérifiée?

Qu'est-ce qu'un trou noir
C'est une étoile en fin de vie, massive (sa masse peut être égale à plusieurs fois la masse du Soleil et même atteindre des millions ou des milliards de fois celle du Soleil) qui s'éteint, s'effondre sur elle-même. Sa matière a une telle densité que la gravitation, l'attraction newtonienne qu'elle exerce, est énorme. Tout ce qui passe à sa portée, aussi bien de la matière que de la lumière, est attiré et tombe comme dans un trou en quelque sorte (d'où le nom de "trou").

Aucune lumière ne s'en échappe (d'où le qualificatif de "noir").

Comment détecter un trou noir
Des bouffées de rayons X et de rayons gamma, lorsque la matière entre dans le trou noir, peuvent être détectées par les radiotélescopes.

Les astronomes peuvent aussi observer, à l'aide de télescopes puissants, les déplacements d'étoiles s'approchant de l'ogre qui va les dévorer! Nous allons en donner un exemple.

Un trou noir est au centre  de notre galaxie

Sous le beau ciel pur du Cerro Paranal au Chili, à 2635 m d'altitude, l'observatoire européen austral ESO a installé le VLT   (Very Large Telescope) composé de 4 télescopes de 8,20 m de diamètre  et de 3 télescopes auxiliaires mobiles de 1,80 m de diamètre (ce sont les 3 coupoles à droite, au premier plan), formant un réseau pouvant observer des objets situés à des milliers d'années-lumière (des milliards de km).

En 2002, le VLT a pu suivre le mouvement de l'étoile géante bleue S2 décrivant une ellipse en 15 ans environ, à la vitesse de 5000 km/s, autour d'un objet central massif le Sagittarius A* qui n'est autre qu'un trou noir de masse égale à environ 2,7 millions de fois celle de notre Soleil. Ce trou noir est au centre de notre galaxie (la voie lactée).

L'étoile S2 s'approchant dangereusement de ce trou noir, de ce puits gravitationnel, finira bien par y tomber un jour!

L'horizon d'un trou noir
La margelle de ce puits, les astronomes l'appellent "horizon du trou noir". Plus précisément, cet horizon est une zone sphérique délimitant une région dans laquelle l'espace-temps est profondément modifié (modification de la courbure de l'espace, modification du temps), une région d'où la matière et la lumière ne peuvent s'échapper.

Une étoile apparaissant à l'horizon d'un trou noir atteint un point de non-retour, elle ne peut plus revenir en arrière, elle plonge alors inexorablement dans le trou noir en dégageant des bouffées de rayons X et de rayons gamma.

La traque aux trous noirs
On a découvert trois sortes de trous noirs, ces ogres de la matière:

• Les stellaires de masse comprise entre 3,5 et 100 fois celle du Soleil. Dans un couple d'étoiles, l'une des deux étoiles s'effondre et devient un trou noir stellaire absorbant la matière de l'étoile qui l'accompagne.
• Les intermédiaires de masse comprise entre 100 et des milliers de fois celle du Soleil. On les trouve au coeur des amas globulaires (amas contenant une multitude d'étoiles).
• Les supermassifs de masse des millions voire des milliards de fois celle du Soleil. On les trouve au centre des galaxies (comme la nôtre).

Conclusion

J'espère que les trous noirs, ogres d'étoiles, tueurs en série, ne vous ont pas effrayés!

Rassurez-vous, sous l'effet d'ondes de choc, des milliards de nouvelles étoiles prennent naissance.

Le télescope spatial Hubble a montré de belles pouponnières d'étoiles qui vont grandir. Vous pouvez lire à ce sujet mon article "Naissance,vie et mort d'une étoile" du 07 / 09 / 2013.

La vie continue! Même chez les étoiles!