Fiche d'information : les trous noirs
La toute première photographie d'un trou noir. (Source : Event Horizon Telescope Collaboration.)
Description
Un trou noir est une région de l'espace dont le champ gravitationnel est si intense qu'il empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s'en échapper. Un trou noir est créé après la mort d'une étoile très massive. Le noyau de l'étoile s'effondre sur lui-même, ce qui entraine l'expulsion des couches externes de l'étoile en une gigantesque explosion : une supernova. Tout le reste de la matière se concentre en un petit point appelé singularité. La gravité d'un trou noir est si forte qu'elle emprisonne tout – même la lumière.
Les trous noirs sont généralement répartis en trois classes, selon leur masse :
- les trous noirs stellaires, les plus communs, dont la masse est de 10 à 20 fois celle du Soleil;
- les trous noirs intermédiaires;
- les trous noirs supermassifs, au centre de la plupart des galaxies et dont la masse équivaut à des millions ou même à des milliards de fois celle du Soleil.
Les scientifiques ne savent toujours pas avec certitude comment les trous noirs supermassifs sont créés. Ils pensent toutefois que la fusion de plusieurs trous noirs stellaires sont à leur origine.
Dans cette vidéo, Sarah Gallagher, astrophysicienne et conseillère scientifique de la présidente de l'Agence spatiale canadienne (ASC), explique ce que sont les trous noirs. (Sources : ASC.)
Exemples
- Le trou noir qui se trouve au centre de notre galaxie, la Voie lactée, s'appelle Sagittarius A*.
- Le trou noir M87* situé au centre de Messier 87, une des galaxies les plus massives de l'univers observable, est le premier trou noir à avoir été photographié (cliché publié en ).
Taille
La singularité est un point infiniment petit au centre d'un trou noir. Le pourtour d'un trou noir – l'horizon des évènements – est de taille variable.
Masse
La masse des trous noirs varie. Elle peut être d'une dizaine à plusieurs milliards de fois supérieure à celle du Soleil.
Température
Plus un trou noir est massif, plus il est froid.
Les trous noirs stellaires sont très froids : leur température s'approche du zéro absolu (0 kelvin ou −273,15 degrés Celsius).
Les trous noirs supermassifs sont encore plus froids.
Cependant, la température de l'horizon des évènements d'un trou noir est extraordinairement élevée. Les gaz qui pénètrent rapidement dans un trou noir peuvent atteindre des millions de degrés.
Apparence
- Comme la lumière ne peut s'échapper des trous noirs, il est impossible de les voir. Toutefois, en absorbant les étoiles ou les nuages de gaz avoisinants, les trous noirs auront souvent près d'eux un disque d'accrétion et des jets. En trouvant les disques d'accrétion et les jets, les astronomes sont capables de détecter et d'étudier les trous noirs.
- La photo du trou noir M87* au début de la page a été captée par plusieurs télescopes terrestres répartis autour du monde qui, utilisés en réseau, constituaient un seul et unique télescope de la taille de la Terre, l'Event Horizon Telescope.
Emplacement
Les trous noirs se forment à la fin de la vie d'une grosse étoile, alors ils se trouvent çà et là dans les galaxies. La plupart des galaxies ont un trou noir supermassif en leur centre, comme c'est le cas pour la nôtre, la Voie lactée.
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