Surnommé « la Licorne », cet étrange objet stellaire semble être le plus petit trou noir jamais découvert. Il pourrait aider les astrophysiciens à résoudre l'un des plus grands mystères de l'univers. À près de 1 500 années-lumière de la Terre, un petit trou noir orbite autour d'une étoile géante.
Quel est le trou noir le plus puissant ? Le trou noir le plus monstrueux que l'on connaisse est TON 618, un colosse de 40 milliards de masses solaires. Son ombre est si gigantesque qu'un faisceau de lumière mettrait des semaines à la traverser.
Avec une masse avoisinant dix fois celle du Soleil, un trou noir nommé Gaia BH1, le plus proche de la Terre découvert à ce jour, se trouve à seulement 1560 années-lumière de notre planète, selon une étude publiée cette semaine par la revue Royal Astronomical Society.
Au centre d'un trou noir se situe une région dans laquelle le champ gravitationnel et certaines distorsions de l'espace-temps (on parle plutôt de courbure de l'espace-temps) divergent à l'infini, quel que soit le changement de coordonnées. Cette région s'appelle une singularité gravitationnelle.
Le premier trou noir fut détecté en 1971 dans la constellation du Cygne. En 1974, Bruce Balick et Robert L. Brown détectent un astre extrêmement massif au centre de la Voie Lactée qu'ils baptisent Sagittarius A*. Il a fallu attendre la fin des années 1990 pour que sa nature de trou noir supermassif soit prouvée.
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.
Au fil des ans, les scientifiques ont étudié la possibilité que les trous noirs puissent être des trous de ver menant vers d'autres galaxies. Ils pourraient même être, comme certains l'ont suggéré, un chemin vers un autre univers.
La relativité générale estime que rien ne peut sortir d'un trou noir, pas même l'information concernant la matière aspirée. Cette opposition de lois physiques concernant les trous noirs, mise évidence par Hawking, porte le nom de "paradoxe de l'information".
On estime ainsi que les trous noirs résidus stellaires commenceront à s'évaporer dans cent milliards de milliards d'années et les trous noirs supermassifs dans un milliards de milliards de milliards de milliards d'années.
Il n'est pas impossible qu'on trou noir ait une sortie pour évacuer tout ce qu'il a aspiré, dont la lumière, c'est le « trou blanc ». Le trou noir, le trou blanc et le couloir entre les deux, dont l'existence a été suggérée par Einstein et Rosen, est appelé « trou de ver ».
Mauvaise nouvelle pour la Terre
Les forces gravitationnelles responsables de la spaghettification entreraient en action : la surface du globe la plus proche du trou noir serait soumise à une force bien supérieure à celle qui s'exercerait de l'autre côté, entraînant l'arrêt de mort de la planète.
Étonnamment, ils ne le sont pas! À l'intérieur des trous noirs et autour d'eux, le champ gravitationnel est tellement puissant que rien ne parvient à s'échapper, ni même la lumière. Cela signifie que les trous noirs n'émettent aucune onde lumineuse et n'ont donc aucune couleur.
Cela peut sembler effrayant, mais ce n'est pas le cas. Vous n'avez pas à craindre les trous noirs. Plus de 100 millions de trous noirs errent probablement dans notre galaxie à eux seuls, et ce sont des objets fascinants dans le cosmos.
Les trous noirs jouent aujourd'hui un rôle crucial non seulement en astrophysique mais aussi en physique des particules, et en particulier dans les théories essayant d'unifier la relativité générale et la physique quantique.
Celui-ci se présente sous la forme d'un disque d'accrétion où s'accumulent gaz et poussières tournoyants gentiment, avant de se faire « happer » par le trou noir. Plus la galaxie grandit (en capturant de la matière venue de l'extérieur) plus elle a de quoi nourrir son trou noir central et plus ce dernier peut grandir.
La différence avec les trous noirs est que ces géants ne possèdent pas d'horizon, c'est-à-dire une frontière en deçà de laquelle tout objet, y compris la lumière, ne pourra plus sortir. On peut s'approcher et s'échapper d'une gravastar par exemple.
Au plus près du trou noir, la matière orbite à une vitesse proche de celle de la lumière, alors qu'elle circule un peu plus lentement à mesure que l'on s'éloigne de l'astre.
La plupart des trous noirs, quelle que soit leur taille, apparaissent lorsqu'une étoile géante manque d'énergie. L'étoile implose et son centre s'effondre sous son propre poids. Cela provoque une explosion appelée une supernova (pour voir à quoi ressemble une supernova, regarde la vidéo ci-dessous !).
Par rapport à un observateur situé loin du trou noir, tous les phénomènes se passant à proximité du trou noir semblent se dérouler plus lentement. Une horloge avancerait à un rythme plus lent. En quelque sorte, donc, les trous noirs ralentissent le temps.
Il s'appelle Chuck Clark et il est l'un des meilleurs cosmonautes de la Nasa, l'organisme responsable de la recherche spatiale aux Etats-Unis. Dans 5 ans, cet Américain de 32 ans va vivre une aventure incroyable et très risquée : il s'est porté volontaire pour être le 1er homme à entrer à l'intérieur d'un trou noir !
Une libération impossible
En appliquant la formule ci-dessus, vous pouvez calculer que sa vitesse de libération serait égale à environ 650000 km/s.
Rayonnement de Hawking
Dans le cas de l'effet Hawking, à l'horizon d'un trou noir, les forces de marée engendrées par le champ gravitationnel du trou noir peuvent éloigner la particule de son antiparticule avant qu'elles ne s'annihilent.
Un trou blanc (ou fontaine blanche) est un objet hypothétique qui comme son nom l'indique est l'opposé du trou noir. En effet, tandis qu'en théorie rien ne peut s'échapper d'un trou noir, d'après les cosmologistes, rien ne peut pénétrer dans un trou blanc. De la matière et de l'énergie en sont éjectés en permanence.
Généralement, les trous noirs sont considérés comme sphériques. Et si un corps massif non sphérique venait à s'effondrer, quel serait le résultat ?