Quel est l’endroit le plus chaud de l’Univers ?

Si l’on considère notre propre Système solaire, le Soleil pourrait sembler être l’objet céleste le plus torride. Cependant, à l’échelle universelle, il est loin de détenir ce titre. Selon des chercheurs de l’université Harvard affiliés à la Black Hole Initiative, l’endroit le plus chaud de l’Univers pourrait bien être situé dans le voisinage d’un trou noir supermassif. 

Trous noirs supermassifs

Le trou noir supermassif, un objet que l’on trouve généralement au centre des galaxies, défie les lois de la physique telles que nous les connaissons. Ces objets colossaux, dont la masse peut être des millions de fois supérieure à celle du Soleil, créent autour d’eux ce qu’on appelle un « disque d’accrétion ». Il s’agit d’une spirale de gaz et de matière attirée à grande vitesse vers le trou noir. Ce processus génère une friction intense entre les particules, propulsant les températures à des niveaux inimaginables. 

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Pour mettre les choses en perspective, la surface du Soleil est « seulement » à environ 5 500 degrés Celsius. Ces températures deviennent encore plus phénoménales lorsque le champ magnétique du trou noir lance des jets relativistes à travers l’espace, des jets de matière propulsés à des vitesses proches de celle de la lumière. 

Le quasar 3C273, situé à environ 2,4 milliards d’années-lumière de notre planète, est un exemple de ces monstres thermiques. Selon des estimations de l’observatoire de Green Bank en Virginie-Occidentale, sa température centrale atteindrait 10 000 milliards de kelvins (plus de 10 000 milliards de degrés Celsius). Ce chiffre est toutefois sujet à caution, en raison de la difficulté à mesurer des températures dans des régions aussi éloignées et complexes.

Événements ponctuels et mesures incertaines

Il n’est pas seulement difficile de mesurer des températures dans des zones aussi reculées, mais certains événements cosmiques spécifiques pourraient également remettre en question le titre du « point le plus chaud de l’Univers ». Koushik Chatterjee, membre de la Black Hole Initiative, indique que les collisions entre de grands objets célestes, comme deux étoiles à neutrons, pourraient créer des températures rivalisant avec celles trouvées près des trous noirs. Une étude publiée en 2019 dans la revue Nature Physics évoque des températures atteignant 800 milliards de degrés Celsius lors de telles collisions.

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Mais ces « fours » cosmiques sont souvent éphémères. Contrairement aux trous noirs qui maintiennent leur incandescence pendant des périodes prolongées, les collisions stellaires produisent des températures extrêmes qui ne durent que brièvement. Ce qui pose la question : doit-on considérer ces événements comme des concurrents aux trous noirs dans la course à la température la plus élevée ?

Outils et défis de la mesure thermique dans l’espace

Les méthodes actuelles pour mesurer les températures dans ces régions lointaines sont indirectes. Les scientifiques utilisent des modèles pour estimer les températures en se basant sur le rayonnement électromagnétique émis par les objets célestes. Par exemple, ils étudient les longueurs d’onde de la lumière, des ondes radio et des rayons X émanant des trous noirs supermassifs. Des missions futures comme XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission) pourraient apporter des précisions supplémentaires dans ces mesures.

Daniel Palumbo, postdoctorant à la Black Hole Initiative, souligne que les technologies actuelles sont limitées, mais qu’elles sont en constante évolution. Avec le développement de nouveaux outils plus précis, il est tout à fait possible que nous découvrions des régions encore plus chaudes que celles déjà identifiées.

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Le débat sur l’endroit le plus chaud de l’Univers est loin d’être résolu. Les trous noirs supermassifs, avec leurs disques d’accrétion en ébullition, sont actuellement les candidats les plus probables. Cependant, les événements cosmiques ponctuels et la complexité des méthodes de mesure actuelles ajoutent des couches d’incertitude à cette question fascinante. Par ailleurs, où est l’endroit le plus froid de l’Univers ?