Le 10 avril 2019, l'équipe de l'Event Horizon Telescope (EHT) dévoilait pour la première fois la « photo » d'un trou noir supermassif, celui niché au centre de la galaxie M87. Sur ce cliché, un disque noir se détache, entouré d'un anneau de lumière.
« On utilise la rotation de la Terre pour couvrir les trous. Mais ce n'est jamais parfait. Et le fait que cette couverture ne soit pas parfaite crée des asymétries quand on reconstruit l'image », résume Maïca Clavel, nous précisant que cette explication est développée par l'EHT dans une publication scientifique.
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.
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 !
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".
L'horizon des événements d'un trou noir est leur point de non-retour. Tout ce qui passe ce point sera avalé par le trou noir et disparaîtra à jamais de notre univers connu. À l'horizon des événements, la gravité du trou noir est si puissante qu'aucune force mécanique ne peut la surmonter ou la contrer.
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.
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.
Grâce au télescope Hubble, un trou noir vient d'être découvert à quelques encablures de notre planète après douze années de recherche. Situé à seulement 6.000 années-lumière de la Terre, il a été repéré au cœur de Messier 4, un amas globulaire dans la constellation du Scorpion.
Un trou blanc, que l'on appelle aussi fontaine blanche, serait, en quelque sorte, le contraire d'un trou noir : si un trou noir est un endroit de l'espace où la matière est attirée, et disparaît, un trou blanc, serait, au contraire, un endroit où la matière « apparaîtrait », et d'où elle jaillirait, un peu à la manière ...
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. Le champ gravitationnel est comme une sorte de colle. En fait, le trou noir est tellement massique qu'il attire tous les objets.
Le trou noir supermassif qui niche au cœur de la Voie lactée a été baptisé il y a une cinquantaine d'années déjà. Aujourd'hui, il est connu non seulement des chercheurs, mais aussi des astronomes amateurs, sous le nom de Sagittarius A*.
Les principaux sont les trous noirs « stellaires » (quelques dizaines de fois la masse du Soleil) et les « supermassifs » (quelques millions de fois la masse du Soleil). Il existe aussi les trous noirs « intermédiaires » et « miniatures ». Les trous noirs « supermassifs » sont les plus grands de tous les trous noirs.
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.
Imaginons que l'on puisse avoir un trou noir équivalent à une masse solaire, même si ce n'est pas possible (il faut une masse minimale pour que les trous noirs puissent se former, située entre 3 et 5 masses solaires). Sa température serait « de l'ordre d'un dix-millionième de kelvins ».
Pas n'importe lequel : il s'agit du trou noir supermassif situé au centre de la galaxie Messier 87 (M87), nommé M87*. Ce colosse de 6,5 milliards de fois la masse du Soleil évolue au cœur de sa galaxie, à 55 millions d'années-lumière de la Terre.
Ce trou noir supermassif a une masse équivalente à plus de 30 milliards de fois celle du soleil, selon une étude parue dans une revue scientifique britannique.
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.
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.
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.
Pour un trou noir de 5 km de rayon et environ 5 M , les forces de marée varient de 1/16 g à 15 g entre 100000 km et 20000 km de l'horizon des évènements. Cette accélération est encore plus élevée pour les trous noirs plus petits.
Le trou noir : un anneau de lumière autour
Un anneau sur lequel il arrive (comme chez M87) qu'il apparaisse en contraste d'autres taches lumineuses plus intenses encore. Comme si cette courbe colorée venait signifier une rotation du trou noir sur lui-même.
Une libération impossible
En appliquant la formule ci-dessus, vous pouvez calculer que sa vitesse de libération serait égale à environ 650000 km/s.