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Des puits sans fond dans le cosmos

Les trous noirs
11/08/2014
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Dans l’univers de Star Trek, le capitaine Kirk et M. Spock ont parfois affaire à d’étranges corps stellaires : les trous noirs. S’ils abondent dans la science-fiction, les trous noirs existent aussi réellement dans notre Univers. Énigmatiques, ils peuplent notre galaxie par millions, mais sont invisibles. Ils fascinent les scientifiques et les curieux du cosmos depuis des lunes.

Les trous noirs portent mal leur nom ; ils ne sont pas des trous, mais de réels objets. Ce sont des corps célestes extrêmement denses qui n’émettent aucune lumière (d’où le qualificatif noir). Leurs masses volumiques sont impressionnantes. Ils peuvent se former lorsqu’une étoile très massive meurt et s’effondre sur elle-même à cause de sa gravité. C’est un peu comme si on comprimait la Terre jusqu’à ce qu’elle soit aussi petite qu'une balle de golf. Une masse gigantesque concentrée dans un très petit objet.

Les trous noirs peuvent aussi naître de l’accumulation de matière et de poussières au centre d’une galaxie. On estime que celui qui se trouve au centre de notre Voie lactée, Sagittarius A*, serait environ 4 millions de fois plus massif que le Soleil, mais qu’il pourrait tenir à l’intérieur de l’orbite de Neptune. Mine de rien, ce n’est vraiment pas très gros pour une telle masse.

Impossible de détecter ces monstres de l’Univers ? Pas exactement. Comme les trous noirs ont une immense force de gravitation, ils attirent vers eux tout ce qui est à leur portée. Tout. Même la lumière. Impossible de leur échapper. Mais la matière ainsi attirée est chauffée à plusieurs centaines de milliers de degrés avant de se désintégrer. Et en se réchauffant, cette matière émet une grande quantité de rayons X et gamma. C’est ce rayonnement qui est détecté par nos télescopes. Un genre de halo qui délimite la frontière de ces ogres de l’espace.

Cette frontière se nomme « horizon des événements ». C’est la limite au-delà de laquelle tout ce qui aura été attiré vers le trou noir ne pourra jamais plus s’échapper. C’est un point de non-retour.

Pour échapper à la gravité terrestre, il faut atteindre une vitesse d’environ 40 000 km/h ou 11 km/s.  C’est ce qui se passe quand une fusée est lancée dans l’espace. On appelle cette valeur la vitesse de libération. Or, si même la lumière ne peut échapper à l’attraction gravitationnelle d’un trou noir, c’est que la vitesse de libération nécessaire dépasse les 300 000 km/s !

Bon nombre de scientifiques étudient les trous noirs. Le télescope spatial Chandra, lancé dans l’espace en 1999 par la NASA et toujours opérationnel, a d’ailleurs pris plusieurs clichés impressionnants de ces monstres du cosmos.

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