Qu'est ce qu'un trou noir?
Lorsque l’on pense aux mystères de l’espace, l’une des premieres choses qui nous vient a l’esprit est le trou noir. Cet astre est sûrement le composant le plus intriguant de l’espace, un phénomène fascinant et effrayant figurant dans de nombreux films hollywoodiens tel que “Interstellar”.
Bien que le terme “trou noir” a été crée en 1967 par l’astrophysicien Wheeler, les astronome se doutaient de l’existence de ces objets célestes depuis le XVIIIe siècle. Mais ce n’est qu’en 2019 que cet objet a pu être observé et photographié pour la première fois!
La toute première photographie d'un trou noir. (Source : Event Horizon Telescope Collaboration.)
Le terme “trou noir” définit une concentration de masse-énergie qui s’est effondrée sous sa propre attraction, comme aspire de l’intérieur, et qui est devenue si compacte que meme les particules lumineuse ne peuvent s’échapper de cette force gravitationelle.
Les trous noir ne peuvent donc ni émettre, ni diffuser de la lumière et sont donc “optiquement invisibles” comme on dit en astronomie.
Cela dit, les scientifiques arrivent à étudier des objets via différentes techniques, comme par exemple en mesurant les quantités de rayon X émises par la matière happée par un trou noir. Des techniques modernes qui nous ont permis d’apprendre énormément sur ces objets ces dernières années et démontrer notamment que l’idée que l’on se fait d’un trou noir, une sorte d’aspirateur celeste, aspirant planètes, fusées, étoiles et tout objet environnant.
Les trous noirs sont-ils dangereux?
Dans les faits, les trous noirs ont comme tout corps céleste un champ d’attraction, et au delà d’une certaine distance l’attraction exerce par un trou noir est la meme que celle de n’importe quel autre corps céleste (planète, étoile, soleil) de la même masse. Les trous noirs ne représentent donc pas un danger particulier et sont par ailleurs relativement "communs". On estime que toutes les galaxies ont un trou noir supermassif en leur centre, comme c’est le cas pour la nôtre, la Voie lactée.
Comment se forme un trou noir?
Un trou noir est cree après la mort d’une tres grosse étoile. Son noyau s’effondre sur lui-même, entraînant l’explosion de l'étoile en une gigantesque explosion qu’on appelle supernova.
Le reste de la matière de l'étoile va alors se concentre un petit point, qu’on appelle une singularité. C’est cette concentration extreme de matière qui va cree un trou noir.
Il existe par ailleurs trois grandes catégories de trou noir, reparties selon leur masse:
- Les trous noir stellaires, qui ont une masse de 10 à 100 fois celle de notre soleil, sont les plus communs dans l’Univers.
- Les trous noirs intermédiaires, dont la masse va de 100 à 10 000 fois celle du soleil, ont été observés pour la première fois dans les années 2000.
- Les trous noirs supermassifs, dont la masse serait équivalente à plusieurs millions de fois celle du soleil, et dont les scientifiques pensent que la création est le résultat de la fusion de plusieurs trous noir stellaires.
Leur évaporation a été définie par le célèbre physicien quantique Stephen Hawkings. Le docteur Hawkings a théorisé le fait que le trou noir émet de la matière qui n’est pas engloutie par lui-même. Autrement dit, le trou noir perd progressivement de la masse, ce qui réduit son énergie gravitationelle. Cette émission de particules, ce qu’on appelle le rayonnement de Hawkings, expliquent donc que les trous noirs s'évaporent avec le temps, très lentement. Il a ainsi calculé qu’il faudrait compter environ plusieurs milliards de milliards d’années pour que les trous noirs supermassifs disparaissent.
