Il y a plus de structures dans notre Univers, plus ou moins complexes, que de planètes et d’étoiles. Leur nature est différente de celle que nous connaissons habituellement. Ils sont connus sous le nom de trous noirs. Le trou noir le plus proche de la Terre, indétectable jusqu’à présent, vient d’être découvert par les astronomes.
Comment se forment les trous noirs ?
Notre compréhension des trous noirs est antérieure de plus d’un siècle à la première observation directe d’un trou noir. La théorie de la relativité générale d’Albert Einstein a été la première à postuler l’existence de tels objets. Le génie a eu l’intuition que le cosmos est constitué d’une toile d’espace-temps qui se plie en présence de matière. La distorsion gravitationnelle augmente avec la masse.
La plupart des trous noirs sont les fantômes d’étoiles mourantes. Mais toutes n’y parviennent pas. Ce sort est réservé aux étoiles les plus grandes et les plus massives. La formation de trous noirs est tout à fait probable pour les étoiles dont la masse est cinq fois supérieure à celle du Soleil.
Ces trous noirs sont appelés trous noirs stellaires car ils ont des masses comparables à celles des étoiles, entre 3 et 20 soleils. Ce sont les événements nucléaires qui se produisent à l’intérieur d’une étoile à partir de la matière qui l’a formée qui lui donnent sa lumière. La majeure partie de la vie d’une étoile se déroule en équilibre.
La pression de l’énergie produite par les réactions nucléaires compense la force gravitationnelle qui, sinon, la ferait s’effondrer sur elle-même. Lorsque l’étoile n’a plus de combustible nucléaire, elle explose en supernova. Dans un flash aveuglant, les couches extérieures sont éjectées et le centre est attiré vers l’intérieur par la gravité. Cela donne naissance à un trou noir.
Quel trou noir est le plus près de la Terre ?
Le trou noir Gaia BH1, récemment découvert, est le trou noir de masse stellaire le plus proche de la Terre jamais découvert. Ce trou noir est situé à 1 600 années-lumière et est dix fois plus massif que le Soleil. Une étoile tourne autour de lui à la vitesse étonnante de 223 000 kilomètres par heure.
Selon l’astrophysicien Kareem El-Badry, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics et du Max Planck Institute for Astronomy, le trou noir est environ dix fois plus massif que le Soleil. L’étoile en orbite autour de lui est très similaire au Soleil et a une période orbitale d’environ six mois.
Ce trou noir ne consomme aucune matière et ne produit aucun rayonnement. Selon les astronomes, ces trous noirs qui ne se nourrissent pas sont dormants et difficiles à trouver. En effet, toute lumière qui s’en approche est absorbée par une zone appelée horizon des événements, ce qui les rend indétectables.
El-Badry et son équipe ont utilisé l’effet du trou noir sur l’étoile en orbite pour déduire sa présence. Ils ont constaté que le trou noir était inactif en l’absence de telles émissions.
Les astronomes ont découvert que l’étoile BH1 de Gaia présentait une « oscillation » distinctive après avoir étudié les données du télescope spatial Gaia, qui construit une image 3D de la Voie lactée depuis 2013.
Les astronomes ont fait des observations de suivi en utilisant l’instrument Gemini Multi-Object Spectrograph sur le télescope Gemini Nord et ont conclu que la force gravitationnelle d’un grand objet compact était responsable de l’oscillation. Cela a renforcé l’idée que l’objet central était un trou noir de masse stellaire. Cependant, il existe d’autres trous noirs proches de la Terre, selon les astronomes.
Autres trous noirs proches de la Terre
XTE J1118+480 est composé d’un système binaire, qui se trouve dans le halo de la Voie lactée et possède un trou noir d’une masse approximative de 7,5 masses solaires et une étoile secondaire d’une masse approximative de 0,2 masse solaire. Il est à 5 700 années-lumière de notre planète.
A0620-00 est un autre système binaire, qui a un trou noir d’une masse approximative de 6,6 masses solaires et est situé dans la direction du ciel qui correspond à la constellation Monoceros. Il se trouve à 3 300 années-lumière de la Terre.
Gaia BH2 est un système binaire qui se compose d’une géante rouge et de ce qui est très certainement un trou noir de masse stellaire. Gaia BH2 se trouve à environ 3 800 années-lumière de distance, dans la constellation du Centaure.
MOA-2011-BLG-191 ou OGLE-2011-BLG-0462 est un trou noir à 5 000 années-lumière. Il est 7,1 fois plus massif que le Soleil et se déplace à une vitesse d’environ 45 kilomètres par seconde.
GRS 1124-683 est une source de rayons gamma et de rayons X, qui est un système avec un trou noir potentiel à une distance de 5 400 années-lumière. Le dispositif est également connu sous le nom de GU Muscae ou X-ray Nova Muscae 1991. Pour aller plus loin, testez vos connaissances sur les trous noirs.
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