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Sujet: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Dim 21 Nov 2010 - 20:21
Découverte d’un trou noir en train de naître
Des chercheurs ont découvert un trou noir âgé de seulement 30 ans. Une occasion unique d'observer un monstre cosmique en train de se former. Ce trou noir est le produit de la supernova SN1979C, dont l'explosion a été observée en 1979 dans la galaxie proche M100, à 50 millions d'années-lumière de la Terre.
La galaxie M100 abrite la supernova SN 1979C, où réside un trou noir âgé de seulement 30 ans. Crédit: NASA/CXC/SAO/ESO/VLT/JPL-Caltech
Un trou noir trahi par les rayons X Il a été mis en évidence grâce aux télescopes spatiaux CHANDRA, Swift, XMM-Newton et ROSAT. Ces satellites ont repéré une émission constante de rayons X en provenance de SN1979C entre 1995 et 2007.
D'ordinaire, les nouveaux trous noirs sont trahis par un flash de rayons gamma (dit "sursaut gamma"). Un tel événement n'a pas été enregistré pour SN1979C. Pourtant, dès 2005, certains astronomes ont suggéré qu'un trou noir s'y cachait, mais que la lumière de ses jets ne parvenait pas à franchir les nuages d'hydrogène alentour, et donc à produire un sursaut gamma.
Trou noir ou étoile à neutrons ? Les observations en X semblent confirmer cette théorie. Toutefois, elles pourraient également s'accorder avec une autre explication: une jeune étoile à neutrons (ou pulsar) émettant un puissant vent de particules à haute énergie réside au cœur de SN 1979C. Il s'agirait alors de la plus jeune étoile à neutrons connue, devant le pulsar du Crabe, âgé de 950 ans.
Ci-dessous, voir l'animation d'un trou noir en train de naître après une supernova:
Vidéo: Animation of Supernova Producing a Black Hole http://www.nasa.gov/multimedia/videogallery/index.html?media_id=29520021
Emilie Martin, le 16 novembre 2010
pour en savoir plus, allez à l'adresse ci-dessous Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/6286
tanka Administrateur Adjoint
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Sam 12 Fév 2011 - 23:06
Un anneau de trous noirs
C'est un magnifique bijou cosmique que l'observatoire spatial Chandra, sensible aux rayons X, a photographié. Cet anneau a été formé lors de la collision d'une galaxie spirale (visible à droite, derrière l'anneau) et d'une galaxie elliptique (à gauche).
Chandra dévoile les bijoux d'Arp 147. Crédit: NASA/CXC/MIT/STScI/Ciel et Espace Photos
Les trous noirs brillent en X Il se compose de jeunes étoiles massives, dont certaines (les sources X les plus brillantes, en rose) sont devenues des trous noirs après avoir explosé en supernovae. Ces trous noirs sont 10 à 20 fois plus massifs que le Soleil.
Le cœur de la galaxie elliptique est également très brillant en X, ce qui suggère qu'il contient un trou noir supermassif.
ARP 147, belle interaction La paire de galaxies et l'anneau créé par leur interaction forment l'objet baptisé ARP147. Il est situé dans la constellation boréale de la Baleine, à 430 millions d'années-lumière de la Terre.
L'image est un composite réalisé d'après des données en X (en rose) obtenues par Chandra et des données dans le domaine visible (en rouge, vert et bleu), obtenues par le télescope spatial Hubble.
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Sam 26 Mar 2011 - 1:27
Principe anthropique et minitrous noirs selon Jean-Pierre Luminet
À l’occasion de la mise en ligne du site Du Big Bang au Vivant, Jean-Pierre Luminet nous confie dans cette seconde partie de son interview (la première est ici) ce qu’il pense du principe anthropique proposé il y a plus de trente ans par Brandon Carter. Si des exoplanètes abritent la vie dans la Galaxie, pourra-t-on un jour s’y rendre en empruntant l’un des trous de ver de la science-fiction ?
Futura-Sciences: Le documentaire Du Big Bang au Vivant traite de la croissance de la complexité, des premières particules présentes juste après le Big Bang aux premières cellules. Dans ce cadre, il semble difficile de ne pas s'interroger sur le fameux principe anthropique et ses différentes variantes. Le débat a été relancé à son sujet depuis quelques années, en grande partie suite à la prise au sérieux de la notion de multivers par les théoriciens de la théorie des cordes. Quelles sont vos idées à ce sujet ?
Jean-Pierre Luminet: Le principe anthropique a été introduit en science par une personne que je connais bien puisqu'il s'agit de Brandon Carter. Il a été mon directeur de thèse. Il s'en est suivi beaucoup de polémiques à son sujet et Brandon Carter s'est plaint à juste titre d'avoir été mal compris.
Pour lui, il ne s'agissait absolument pas de faire de l'Homme le but et le centre de l'univers mais bien d'utiliser le fait qu'il puisse exister des observateurs conscients dans le cosmos comme une information incontournable pour mieux analyser et explorer divers phénomènes en astrophysique et cosmologie. Le principe en lui-même ne pouvait pas servir pour réintroduire la notion de finalité en science. Il avait donc en tête ce que l'on désigne aujourd'hui comme la forme faible du principe anthropique et pas du tout la forme forte.
Personnellement, je ne crois pas du tout à la forme forte du principe anthropique et pour moi, sans que l'Homme soit un étranger dans l'univers, il n'y occupe aucune place particulière et aucune finalité n'est à l'œuvre dans le cosmos. Je trouve donc la notion de multivers, dans lequel existent par accident des univers «poches» (pocket universes en anglais selon l'expression d'Alan Guth) avec des conditions favorables à l'émergence de la vie, bien préférable.
La situation serait très similaire à celle que nous commençons à découvrir avec les exoplanètes dans la Voie lactée. Les conditions régnant sur Terre, le fait qu'elle soit par exemple à bonne distance du Soleil, que la Lune stabilise la tendance chaotique de l'axe de rotation de la Terre ou que Jupiter protège la Terre des impacts trop fréquents de comètes, ne sont pas dues à un réglage fin de l'univers.
Nous savons maintenant que la Galaxie regorge d’exoplanètes et de systèmes planétaires différents les uns des autres en raison de simples accidents historiques. Parmi eux, il était donc naturel que les bonnes conditions pour l’apparition de la vie soient réunies.
Pourtant, vous nous avez dit précédemment que vous aviez pris vos distances par rapport à la théorie des cordes, laquelle est mise en avant par des théoriciens comme Leonard Susskind pour soutenir l'hypothèse d'un multivers et le principe anthropique faible.
Jean-Pierre Luminet: Les notions de multivers et d’univers poches, avec des valeurs différentes pour les masses des particules et des forces différentes de celles du modèle standard, étaient déjà débattues dans le cadre de la théorie de l’inflation chaotique proposée par Andrei Linde au début des années 1980. On la trouve aussi chez les théoriciens de la LGQ. Les travaux de Martin Bojowald laissent par exemple penser que notre univers pourrait provenir du rebond d’un univers, existant avant le Big Bang, et qui était entré en phase de contraction.
L’élimination de la singularité du Big Bang donne une taille minimale à un tel univers lors de son effondrement gravitationnel et il peut ensuite entrer à nouveau en expansion avec des valeurs différentes pour les caractéristiques des forces et des particules de matière qu’il contient. Comme l’a proposé Lee Smolin, l’un des grands théoriciens de la LGQ, chaque fois qu’un trou noir se forme, il pourrait même être le point de départ d’un nouvel univers. Ce dernier, bourgeonnant à partir du nôtre, aurait des lois différentes, bien que toujours dans le cadre de celles de la gravitation quantique, dans lequel des étoiles et d’autres trous noirs pourraient se former et ainsi de suite, ad infinitum…
On sait en effet que dans le cadre de la relativité générale un trou noir est glabre, c’est le fameux « No hair theorem », c'est-à-dire qu’il ne se souvient pas des caractéristiques de la matière qu’il absorbe, comme le nombre de baryons. Un nouveau jeu de valeurs pour certaines constantes fondamentales (comme la masse et la charge des électrons, ou la quantité d’antimatière etc.) pourrait donc bien émerger pour chaque nouvel univers.
On découvre de plus en plus d’exoplanètes et selon les estimations de chercheurs comme Geoffrey Marcy, il y aurait même des milliards d’exoterres dans la Voie lactée, bien que toutes ne soient pas habitables. Alfred Vidal-Madjar a même déclaré qu’il s’attendait à ce qu’on trouve des traces d’une vie extraterrestre dans les dix ans. Qu’en pensez-vous ?
Jean-Pierre Luminet: Je crois moi aussi que la vie doit être largement répandue dans notre galaxie, mais très certainement sous une forme peu évoluée. Par contre, je pense qu’il faudra attendre que Darwin, ou une mission similaire, soit en orbite autour du point de Lagrange L2 pour espérer détecter des biosignatures dans les atmosphères d’exoterres.
L’idée est d’utiliser plusieurs télescopes pour former un interféromètre de grande taille capable de détecter dans l’infrarouge la présence de quantités anormalement élevées de dioxyde de carbone (CO2), d'eau (H2O), d'ozone (O3) et donc d'oxygène (O2) simultanément présentes dans l’atmosphère d’une exoterre. Ce serait alors un indice sérieux de la présence d’une activité photosynthétique.
Si Darwin est finalement acceptée, la mission est pour le moment au point mort, l’interféromètre ne sera pas lancé avant 2020.
Resterait alors le problème de se rendre sur d’éventuelles exoterres habitables. Celui-ci semble insurmontable si l’on veut envisager un voyage en un temps plus court qu’une vie humaine.
Ne pourrait-on pas utiliser un jour un trou de ver ? Irina Ya. Aref'eva et Igor Volovich, des chercheurs du prestigieux Steklov Mathematical Institute, ont proposé il y a quelques années la possibilité de créer des trous de ver au LHC. Ces derniers seraient bien sûr microscopiques mais cela pourrait constituer un bon début.
Jean-Pierre Luminet: Malheureusement, et à mon grand regret, je crois qu’il y a peu de chance que cela puisse arriver. Déjà, il faut pouvoir créer un trou de ver traversable, ce qui n’est pas le cas de ceux que l’on peut associer aux trous noirs de Schwarzschild classiques où l’on se fait détruire à l’approche de la singularité centrale connectant deux régions de l’univers. En théorie, comme l’a montré à la fin des années 1980 Kip Thorne, stimulé par la demande de Carl Sagan concernant la possibilité de voyager ainsi entre les étoiles, on peut trouver des solutions des équations d’Einstein avec des trous de ver traversables.
Mais pour les concrétiser, il faudrait disposer pour cela d’énormes quantités d’énergie dite exotique, si énormes que cela ne semble pas à notre portée de les créer en laboratoire, pas plus que de produire des trous noirs stellaires.
Surtout, de tels trous de ver sont inévitablement des machines à voyager dans le temps et semblent de ce fait bien trop instables. Ils s’autodétruiraient avant qu’on puisse passer à travers. Lorsque l’on introduit des dimensions spatiales supplémentaires, comme le fait la théorie des cordes, il devient possible de créer des minitrous noirs en laboratoire, et peut-être donc aussi des minitrous de ver.
Mais rien n’indique que ces éventuels trous de ver soient stables ni qu’ils soient traversables. Personnellement, étant de plus devenu sceptique en ce qui concerne les dimensions supplémentaires, je ne crois pas que l’on verra des minitrous noirs ou des minitrous de ver dans les collisions au LHC.
Il ne suffit pas qu’il existe des dimensions spatiales supplémentaires pour pouvoir créer ces trous noirs. Comme l’ont montré des théoriciens comme Arkani-Ahmed, Savas Dimopoulos et Gia Dvali à partir de 1998, il faut que ces dimensions que l’on pensait plus petites qu’une particule élémentaire soient très grandes, par exemple de l’ordre du millimètre. Cela a des conséquences que l’on peut tester en laboratoire, comme une modification de la loi de Newton à petite distance, et cela implique que les étoiles doivent perdre de l’énergie sous forme de nouvelles particules.
Les contraintes sont devenues assez fortes à ce sujet et il est devenu moins plausible que nous vivions dans un univers possédant cette structure. Dit autrement, il faudrait toujours un accélérateur de particule de la taille de la Voie lactée pour espérer créer des minitrous noirs. Les derniers résultats de la chasse aux trous noirs avec le détecteur CMS équipant le LHC sont d’ailleurs négatifs.
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Sam 26 Mar 2011 - 2:31
Les jets des trous noirs expliqués ?
Le satellite européen Integral a observé un rayonnement gamma émis à moins de 400 km de la surface du trou noir Cygnus X-1.
Ses propriétés uniques devraient permettre de répondre à une lancinante question: comment les trous noirs réussissent-ils à expulser des jets de matière à grande vitesse, alors qu’ils sont dotés d’une force d’attraction considérable ?
Le trou noir Cygnus X-1 vampirise la matière de sa compagne, une étoile supergéante bleue. Crédit dessin: ESA.
Un rayonnement gamma polarisé « Nous avons observé que le rayonnement gamma de Cygnus X-1 est polarisé. C’est une première pour un trou noir ! » se réjouit Philippe Laurent, du laboratoire APC et principal auteur de la découverte.
Cent mille à un million de fois plus énergétique de la lumière visible, ce rayonnement gamma est né dans un environnement a priori chaotique. Aux abords d’un trou noir de 10 masses solaires, qui s’étend sur 30 km, la matière chauffée à plusieurs millions de degrés spirale à des vitesses proches de la lumière vers le puits sans fin. Pourtant, la polarisation observée par le satellite Integral trahit ici la présence d’un champ magnétique intense et... ordonné !
5 millions de secondes d’observation « Le jet observé en ondes radio autour de Cygnus X-1 naît probablement à cet endroit, tout près du trou noir », explique Philippe Laurent.
Les particules arrachées à l’étoile compagne de Cygnus X-1 et attirées jusqu’ici seraient extraites de la fournaise par le puissant champ magnétique. Pour finalement être propulsées dans l’espace à la vitesse de la lumière.
Comment s’en assurer ? « Il faudrait essayer d’observer une polarisation gamma dans d’autres trous noirs », répond Philippe Laurent. Cela ne sera pas facile: près de 1400 heures d’observation ont été accumulées par Integral pour déceler la polarisation de Cygnus X-1. Or, dans sa catégorie, c’est l’un des astres les plus intenses du ciel.
Pour en savoir plus sur les trous noirs, écoutez notre série de podcasts « Voyage au cœur des trous noirs » sur le site Ciel & Espace Radio.
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Jeu 7 Juil 2011 - 14:16
Une nouvelle façon de visualiser la collision des trous noirs
Des physiciens américains ont trouvé une nouvelle façon de visualiser le comportement de l’espace-temps et de la matière au voisinage de deux trous noirs en collision. La méthode permet de comprendre pourquoi le trou noir final résultant de ce choc peut être animé d’un mouvement de recul.
Un trou noir peut être vu comme une pure manifestation de l’espace-temps. En termes techniques, on le décrit même parfois comme un soliton du champ de gravitation. Rappelons qu'en hydrodynamique, un soliton est une onde particulièrement stable résultant de la non-linéarité de l’équation de Navier-Stokes (NS) décrivant un fluide. Pour avoir une image géométrique du comportement d’un fluide, il peut être judicieux de faire apparaître les lignes d’écoulement d’un fluide, la conception des avions en fait un large usage.
En effet, il est en général impossible d’obtenir une solution exacte de l’équation de NS en régime non linéaire. En outre, même si on en possède une dans certains cas, il est plus facile de comprendre la physique et le comportement du fluide en étudiant le comportement des lignes de courants. Toutefois, dans un fluide existent aussi des lignes associées aux tourbillons éventuels, qui elles aussi sont porteuses d’informations intéressantes. Plus généralement, lorsque l’on est confronté à un champ de forces capable d’affecter le mouvement d’une distribution de matière de différentes façons, c’est une bonne idée de faire apparaître des lignes de champs. C’est ce que Faraday avait fait en déposant de la limaille de fer pour visualiser les lignes de champs magnétiques.
C’est d’ailleurs en partie en se basant sur ces images, montrant que les forces électromagnétiques découlaient de l’existence dans l’espace d’un système mécanique autonome, le champ électromagnétique, que Maxwell découvrit les équations du champ électromagnétique.
Traduire la physique de l'espace-temps en la physique de Maxwell
Comme Einstein l’a maintes fois affirmé avec force, les équations de la relativité générale sont une illustration profonde de l’idée que les champs sont à la base de la physique. Mais la géométrie de l’espace-temps courbe est difficile à visualiser et recèle des pièges qui trompent notre intuition habituée à l’espace et au temps de Newton, deux entités fixes et indépendantes. C’est encore plus vrai dans le cas des trous noirs définis par la dynamique de leur horizon, générée par le comportement de faisceaux de lumière, et correctement décrite comme une surface de lumière en 4D.
On peut cependant visualiser le comportement de l’espace-temps dans une certaine mesure comme s'il était un fluide, ainsi que John Wheeler l’a bien montré avec les trous de ver. Le grand astrophysicien relativiste Kip Thorne, influencé par les travaux de Thibault Damour, a aussi introduit, pour décrire entre autres la magnétohydrodynamique des plasmas autour d’un trou noir en rotation (ce qu’il a appelé le paradigme de la membrane). Dans son cadre, on peut introduire une sorte de bulle 2D dans l’espace entourant l’horizon des événements et à laquelle on peut attribuer des propriétés comme la résistivité, la viscosité, une température, une entropie et qui permet de se servir d’une sorte de dictionnaire entre la physique dans l’espace-temps courbe et une description dans l’espace et le temps.
Des lignes de tourbillons pour l'espace-temps Kip Thorne et ses collègues viennent aujourd’hui de trouver une autre manière de visualiser efficacement ce qui se passe lorsque deux trous noirs entrent en collision. À partir de l’expression mathématique de la courbure de l’espace-temps, il est possible d’introduire l’équivalent de lignes de champ électrique et de lignes de champ magnétique.
Dans le premier cas, ces lignes décrivent en fait les forces de marée en un point, qui ont tendance à étirer une sphère pour en faire un ellipsoïde. Dans le cas du champ magnétique, ces lignes sont plutôt l’analogue de lignes de tourbillons et décrivent en un point la tendance à faire tourner et même tordre une sphère de matière. Les chercheurs ont baptisé ces lignes respectivement tendex et vortex et ils entendent aussi par ces noms les zones où ces effets mécaniques sont particulièrement intenses.
Avec les lignes de vortex, ils ont ainsi découvert et visualisé des phénomènes particulièrement curieux lors de collisions frontales ou suite à des mouvements en spirale de deux trous noirs. Dans les deux cas, un trou noir final résultait de la fusion des deux premiers.
Les astrophysiciens relativistes pensent que visualiser ainsi des configurations de lignes tendex et vortex pour l’espace-temps va leur permettre d’affiner les prédictions analytiques et surtout numériques d’émissions d’ondes gravitationnelles lors de ces processus de fusion. C’est important pour mieux décrypter un éventuel signal dans un détecteur comme Ligo. Déjà, la nouvelle méthode leur a permis de mieux comprendre une simulation numérique de fusion de trous noirs datant de 2007. Celle-ci avait montré que le trou noir résultant pouvait être éjecté d'une galaxie suite à l'émission d'un paquet d'ondes gravitationnelles.
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Jeu 7 Juil 2011 - 14:18
Des minitrous noirs issus d'un pré-Big Bang ?
La Gravity Research Foundation décerne chaque année des prix pour de courts articles explorant des idées spéculatives sur la gravitation. Dans la dernière livraison, l’un d'eux explore succinctement une hypothèse curieuse: il pourrait subsister des minitrous noirs, vestiges d’un avant Big Bang...
Tout savoir sur les trous noirs avec notre dossier >>
Bernard Carr travaillait à sa thèse avec Stephen Hawking au moment où celui-ci a découvert l’évaporation des trous noirs en 1974. À l’époque, il s’agissait pour le célèbre astrophysicien de la suite logique des réflexions qu’ils avaient amorcées en 1971. Elles concernaient la possibilité que des minitrous noirs, de tailles inférieures à celles des trous noirs stellaires actuels, se soient formés dans des phases très primitives, denses et chaudes de l’univers après le temps de Planck. Il fut en effet le premier à réaliser que les fluctuations de densité postérieures à cette époque pouvaient faire naître de tels trous noirs.
Bernard Carr est ainsi devenu depuis l’un des spécialistes mondiaux de ces minitrous noirs. Tout naturellement, ses travaux portent aussi sur la cosmologie et il s’intéresse depuis quelque temps à la notion de multivers. Il a d’ailleurs été l’éditeur d’un ouvrage sur le sujet, intitulé Universe or Multiverse?
Avec un collègue, Alan Coley, il vient d’ébaucher, dans un article publié sur Arxiv, quelques réflexions sur la possibilité que certains des minitrous noirs qui existent peut-être dans notre univers observable soient des vestiges d’une phase d’un avant Big Bang. Ces réflexions s'inscrivent donc dans le cadre de l’hypothèse d’un univers dont l'évolution aurait connu une phase de rebond après une contraction. Plus généralement, ce cadre est celui des cosmologies cycliques. Avant le Big Bang aurait pu en effet avoir lieu une phase de contraction de l’univers observable conduisant à un Big Crunch. Une telle fin pour l’univers actuel n’est pas exclue si l’énergie noire n’est pas une vraie constante cosmologique.
Une phase de rebond existe dans plusieurs théories relativistes de la gravitation, que ce soit dans un régime classique ou dans un régime quantique. On connaît ainsi des modèles dans lesquels l’univers atteint une phase de grande densité et entre à nouveau en expansion, sans passer par une phase de gravitation quantique. Il existe cependant naturellement dans la cosmologie quantique décrite par la LQG (Loop Quantum Gravity, gravité quantique à boucles), un rebond, lequel s’accompagne d’une phase inflationnaire. Cette phase d’inflation, présente dans bien d'autres modèles cosmologiques, est un paramètre critique pour permettre qu'aient pu survivre certains minitrous noirs issus des fluctuations durant une phase terminale dense précédant le Big Bang.
L'écueil de l'inflation En effet, l’inflation devrait normalement tant diluer les particules et autres structures présentes dans l’univers, comme des monopôles magnétiques, que seuls des minitrous noirs formés après l’inflation devraient pouvoir être observables aujourd’hui. Ainsi, on ne pourrait pas observer des minitrous noirs issus d’une phase de préinflation et donc de pré-Big Bang. L'existence de l'inflation semble très probable car les observations de WMap lui sont favorables. On considère même parfois que cette théorie, encore à démontrer, fait partie de la cosmologie standard.
Toutefois, il existe des théories cosmologiques qui ne font intervenir aucune inflation, comme la Cosmologie Conforme Cyclique (CCC) récemment proposée et qui suggère l’existence de traces observables dans le rayonnement fossile.
En tout état de cause, des minitrous noirs se formant dans une phase de Big Crunch auraient tendance à fusionner. En tenant compte de ce phénomène, les deux chercheurs font quelques estimations sur la distribution en masse des minitrous noirs existant peut-être actuellement. Selon eux, cela pourrait donc conduire à des tests observables. Mais il ne s’agit pour le moment que de réflexions très préliminaires, même si elles sont stimulantes, sur la possibilité d’explorer un avant Big Bang avec les minitrous noirs.
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Jeu 7 Juil 2011 - 14:20
Les jets de Centaurus A en haute définition
Une équipe internationale a produit l'image la plus détaillée des jets émis par le trou noir supermassif de la galaxie Centaurus A (NGC5128).
Une galaxie qui en jette Le trou noir de 55 millions de masses solaires tapi au cœur de Centaurus A (NGC5128) expulse une partie de la matière qui tombe sur lui à environ un tiers de la vitesse de la lumière.
Deux jets surpuissants de particules se forment dans des directions opposées. Ils prennent la forme de gigantesques lobes perpendiculaires à la galaxie et hauts d'un million d'années-lumière !
À gauche, les jets forment des lobes orange sur 1 million d’années-lumière. À droite, une image radio détaillée: le trou noir supermassif responsable des jets est sous la tache jaune la plus lumineuse. Crédit: Nasa/Tanami/Müller et al.
Neuf télescopes pour une précision inégalée Ces nouvelles données sur Centaurus A sont d'une précision record de 15 jours-lumière. Pour les obtenir, il a fallu braquer les neuf radiotélescopes du réseau de l'hémisphère Sud Tanami, qui traque les noyaux actifs de galaxies. Ces images devraient permettre de mieux comprendre comment se forment ces jets de matière à grande vitesse.
Une galaxie épiée avec intérêt Centaurus A est une galaxie lenticulaire que l'on suspecte d'avoir cannibalisé une autre galaxie. Située à 12 millions d'années-lumière dans la constellation du Centaure, elle fait partie des radiogalaxies les plus proches de la Terre et aussi des galaxies les plus brillantes, ce qui en fait une cible idéale pour les astronomes aussi bien professionnels qu'amateurs.
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Sam 9 Juil 2011 - 0:05
Gros plan sur les jets de la radiogalaxie Centaurus A
La mobilisation d'un réseau de radiotélescopes vient de fournir une image très détaillée des jets de matière qui s'échappent du trou noir central de la galaxie NGC5128.
Déjà observée au XIXe siècle par l'astronome britannique John Herschel, NGC5128 est le résultat d'une collision passée entre une galaxie elliptique et une spirale. Située dans la constellation du Centaure à environ 12 millions d'années-lumière, c'est la radiosource la plus proche de nous. Comme la plupart des galaxies, NGC5128 possède en son centre un trou noir supermassif dont les astronomes estiment que la masse équivaut à 55 millions de fois celle du Soleil. Centaurus A (son autre nom) est également une source de rayons gamma, des particules très énergétiques que l'on a pu détecter avec des télescopes de Hess.
Lorsqu'une étoile passe trop près du trou noir, ce dernier en aspire le gaz et sans que les astrophysiciens sachent encore pourquoi, il émet deux jets de matière au sein desquels les particules se déplacent à des vitesses proches de celle de la lumière.
Des jets énigmatiques Ce sont ces deux jets qui sont à l'origine des lobes de la galaxie NGC5128, ces derniers étant la manifestation de l'onde de choc produite lors de la rencontre entre les jets et le gaz intergalactique environnant. Les scientifiques pensent que ces jets sont le principal moyen de redistribuer de la matière et de l'énergie dans l'univers. Ces deux jets sont révélés de façon très détaillée dans l'image radio ci-dessous à droite. Les plus petits détails y ont une résolution de 15 jours-lumière et la flèche indique la position du trou noir supermassif. Le cliché a été réalisé avec les données fournies par le réseau de radiotélescopes Tanami (pour Tracking Active Galactic Nuclei with Austral Milliarcsecond Interferometry).
Tanami était utilisé dans le cadre d'un programme d'étude mené par une équipe internationale de chercheurs dont plusieurs sont membres de la Nasa. L'image de gauche montre l'étendue des lobes de la galaxie NGC5128 observés dans le visible depuis l'Observatoire Capella situé en Namibie.
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Mar 19 Juil 2011 - 0:20
Des trous noirs en croissance rapide dans l’Univers jeune
L’image la plus sensible jamais réalisée en rayons X révèle que 30 à 100% des galaxies de l’Univers jeune possèdent un trou noir massif en croissance rapide. Cette découverte confirme l’idée selon laquelle l’évolution des galaxies serait étroitement liée à celle des trous noirs.
Chandra et Hubble plongent dans l’univers jeune C’est en étudiant 200 galaxies du Chandra Deep Field South (CDFS) - une image X du satellite Chandra totalisant six semaines d’observation - que les astronomes sont parvenus à repérer les trous noirs dans des galaxies lointaines, telles qu’elles étaient lorsque l’Univers n’avait que 800 à 950 millions d’années. Ils se sont aussi appuyés sur des données optiques et infrarouges du télescope spatial Hubble.
Les astronomes ont repéré les trous noirs de galaxies lointaines (cercles), datant d’une époque où l’Univers avait moins d’un milliard d’années. Crédit: NASA/CXC/U.Hawaii/STScI
Cent fois plus de trous noirs que prévu Les théoriciens avaient prédit l’existence d’une population de trous noirs jeunes. Mais jusqu’à présent, elle n’avait jamais été observée. Surtout, ils l’estimaient cent fois moins importante.
Les observations de Chandra et Hubble suggèrent qu’il existe au moins 30 millions de jeunes trous noirs supermassifs dans l’Univers âgé de moins d’un milliard d’années.
L’animation ci-dessous montre la situation du CDFS vu par Hubble, dans la constellation du Fourneau, et quelques-uns des trous noirs repérés par Chandra (entourés d’un cercle).
Chandra Deep Field South http://www.nasa.gov/multimedia/videogallery/index.html?media_id=95570511
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Mar 19 Juil 2011 - 17:44
Des millions de trous noirs massifs dans l’univers jeune
Les observations conjointes de Hubble et Chandra confirment ce dont on se doutait: des millions de trous noirs massifs existaient déjà dans l’univers observable seulement 800 millions d’années après sa naissance. Toutefois, ce ne seraient pas eux, mais uniquement les étoiles, qui auraient réionisé le cosmos.
On savait déjà que la masse des trous noirs massifs et supermassifs au cœur des galaxies est proportionnelle à la taille des galaxies qui les abritent. Bien que pointant du doigt une étroite connexion entre la formation et la croissance des galaxies avec celles de ces trous noirs, cette relation n’avait pas encore été observée dans les galaxies les plus lointaines. On ignorait donc si cette apparente symbiose s’était mise en place tôt dans l’Histoire du cosmos observable.
Il semble que cela soit bel et bien le cas si l’on en croit un article publié dans Nature et portant sur l’observation de 200 galaxies à l’aide des instruments Chandra et Hubble. Ces galaxies sont vues dans les domaines optique, infrarouge et des rayons X alors que l’univers observable n’était âgé que de 800 à 950 millions d’années tout au plus. Rappelons que depuis les mesures de WMap, nous pensons que notre univers ne serait âgé que de 13,7 milliards d’années.
Cela n’exclut pas que celui-ci soit en réalité beaucoup plus vieux que cela et même infiniment vieux si l’on en croit la cosmologie conforme cyclique défendue par Roger Penrose ou encore des modèles avec un avant Big Bang étudiés, par exemple, dans le cadre de la gravitation quantique à boucles.
Les trous noirs les plus anciens de l'univers ? Au bout de six semaines de patientes collectes des photons X par Chandra, dans ce qu’on appelle le Chandra Deep Field South (CDFS), les astrophysiciens ont finalement vu apparaître les signes de la présence dans beaucoup de ces galaxies de trous noirs massifs.
Bien qu’ils soient environ mille fois moins massifs que les trous noirs à l’origine des quasars, les observations montrent que ces trous noirs croissaient particulièrement rapidement. Elles permettent aussi d’extrapoler le nombre de trous noirs massifs dans les galaxies moins d’un milliard d’années après le Big Bang.
Comme 30 à 100% des galaxies observées contiennent un trou noir massif, il faut en déduire qu’il en existait au moins 30 millions à l’époque dans l’univers observable. C’est dix mille fois plus que le nombre de quasars censés exister à la même époque et cent fois plus que le nombre de trous noirs géants au cœur des galaxies existant à ce moment-là d’après une estimation récente.
Une explication pour la réionisation du cosmos ? Cette population de trous noirs est la plus ancienne observée à ce jour. Comme il a fallu utiliser les rayons X pour en déduire la présence, cela implique qu’ils sont entourés par d’épais nuages riches en poussières et gaz, bloquant les rayons ultraviolets. Une information importante dans la recherche d'une explication à la réionisation de l’univers observable.
En effet, environ 380.000 ans après le Big Bang, la matière baryonique de l’univers était constituée d’atomes d’hydrogène et d’hélium neutres alors qu'aujourd'hui, une partie importante de ces atomes existe sous forme ionisée. Pour qu'une telle réionisation ait eu lieu, il a fallu un rayonnement énergétique au moins dans la bande de l’ultraviolet.
Les toutes premières étoiles ont été proposées comme sources principales de ce rayonnement ionisant, mais on ne pouvait écarter l’hypothèse qu'il s'agisse en fait du rayonnement émis par la matière s’accrétant sur les premiers trous noirs massifs en formation. Cette hypothèse semble bien moins probable aujourd'hui avec les observations de Chandra.
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Ven 26 Aoû 2011 - 0:38
Un plan pour traquer les trous noirs supermassifs binaires
Les trous noirs supermassifs, au centre des galaxies, se développeraient principalement grâce à la coalescence de trous noirs non stellaires depuis des milliards d’années. Pour étudier ce processus, il faut multiplier les observations de trous noirs massifs binaires dans des galaxies. C’est ce que souhaitent faire des chercheurs du Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology.
On ne sait pas très bien comment sont apparus les premiers trous noirs massifs au cœur des galaxies, tout ce que l’on sait c’est qu'ils croissent de pair avec les galaxies. La théorie standard veut que ce soit à l’occasion de collisions entre galaxies, avec fusion, que la coalescence de leurs trous noirs centraux se produise. Ce serait là le processus le plus efficace pour obtenir les trous noirs supermassifs de plusieurs milliards de masses solaires aujourd’hui observés.
On pense qu’il existe dans certains amas globulaires des trous noirs massifs, ne résultant pas de l’effondrement d’une étoile. Là aussi, lors de collisions entre galaxies, de tels trous noirs pourraient être phagocytés par le trou noir central. De fait, on connaît des exemples de ces trous noirs intermédiaires dans une galaxie. Un autre exemple de galaxie bien connu est NGC6240, qui contenait elle-même deux trous noirs supermassifs qui nous apparaissent sur le point de fusionner dans des millions d’années.
Toutefois, la théorie voulait que ce soit à l’occasion de ces fusions de galaxies que s’allument les quasars. Les dernières observations montrent que ce n’est pas le cas. Certains éléments nous échappent donc encore dans le processus de croissance des trous noirs supermassifs. Davantage d’observations de galaxies avec des trous noirs formant des systèmes binaires sont donc nécessaires. Une stratégie de recherche a ainsi été mise au point, comportant trois étapes.
Le test des rayons X La première étape consiste à éplucher les données fournies par le Sloan Digital Sky Survey pour y chercher des caractéristiques spectrales spécifiques de galaxies contenant deux noyaux actifs, c'est-à-dire deux trous noirs centraux en train d’accréter de la matière et émettant en conséquence d’importantes quantités de lumière. Une candidate a été récemment trouvée, la galaxie SDSS J171544.05+600835.
La deuxième étape consiste à affiner les mesures en utilisant les télescopes du Lick Observatory et du Keck Observatory. Dans le cas de la galaxie précédente, elles ont révélé qu’il semblait bien y avoir deux sources importantes de rayonnement séparées par environ 6.800 années-lumière.
La troisième étape, celle qui est décisive, consiste à vérifier que l’on est bien en présence de trous noirs géants sur le point d’accréter du gaz. Pour cela, il faut conduire des observations en rayons X avec Chandra. De fait, une signature qui peut s’interpréter comme la présence d’un trou noir binaire a effectivement été obtenue dans le cas de la galaxie SDSS J171544.05+600835.7. Elle doit être confirmée par d’autres observations de Chandra.
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Mer 31 Aoû 2011 - 23:51
Un trou noir gigantesque avale une étoile
Le satellite Swift a observé la chute d'une étoile dans un trou noir. L'événement, détecté grâce à un gigantesque flash de rayons X dans la constellation du Dragon, est survenu dans une galaxie très lointaine, à 3,9 milliards d'années-lumière de la Voie Lactée.
Un trou noir gigantesque Le trou noir qui a littéralement gobé l'étoile atteint une masse de 8 millions de fois celle du Soleil. Il est deux fois plus massif que le trou noir qui occupe le centre de la Voie Lactée. L'événement a été rendu visible par la désintégration de l'étoile à mesure qu'elle approchait de l'objet compact. Les puissantes forces de marée engendrées par le trou noir ont d'abord disloqué l'astre. Sa matière (du gaz), en chutant vers le trou noir, s'est échauffée, ce qui a produit une intense émission de rayons X.
Ce flash lumineux enregistré par Swift est produit par la chute d'une étoile dans un trou noir. Crédit: NASA/Swift
De puissantes émissions radio En tombant sur le trou noir, une partie de la matière de la défunte étoile a été piégée par un intense champ magnétique (un phénomène encore mal compris) et éjectée à 90% de la vitesse de la lumière par chacun des pôles du trou noir. En interagissant avec le milieu ambiant, cette matière accélérée a produit de puissantes émissions radio et des rayons X qui ont été captés par le satellite Swift.
La vidéo ci-dessous permet de comprendre comment le trou noir a avalé l'étoile.
Black Hole Eats Star, Beams Signal to Earth http://www.nasa.gov/multimedia/videogallery/index.html?media_id=108085181
L'événement, détecté le 28 mars 2011, a d'abord été pris pour un sursaut gamma (une explosion stellaire très puissante). C'est en étudiant précisément les émissions radio de l'astre, appelé Swift J1644+57, avec le réseau de radiotélescopes EVLA que les astronomes ont conclu à la chute d'une étoile dans un trou noir hypermassif. Ce résultat fait l'objet d'une publication dans la revue Nature du 24 août 2011.
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Jeu 1 Sep 2011 - 21:23
On a observé la destruction d'une étoile par un trou noir géant
On a d’abord pensé qu’il s’agissait d’un sursaut gamma ordinaire mais le phénomène observé par le satellite Swift, et qui s’est produit il y a environ 3,9 milliards d’années dans une galaxie lointaine, était différent. Comme l’expliquent deux articles publiés dans Nature, il s’agissait du résultat de la mise en pièces d’une étoile s’étant approchée trop près du trou noir central de sa galaxie hôte.
Swift est une mission internationale de la Nasa utilisant un satellite pour tenter de percer les mystères des sursauts gamma. Il en observe environ 100 chaque année et on lui doit la découverte du sursaut GRB 090423, l'un des plus lointains connus actuellement. Le 28 mars 2011, lorsqu’il a détecté Swift J1644+57, les astrophysiciens ont d’abord cru qu’il s’agissait d’un autre sursaut gamma classique mais d’autres observations à des longueurs d’onde différentes ont depuis montré qu’il n’en était rien.
Le scénario qui émerge maintenant fait intervenir le trou noir supermassif au cœur de la galaxie hébergeant la source Swift J1644+57. On sait que notre propre Voie Lactée possède en son centre un trou noir de ce genre. La masse qu’il contient est d’environ 4 millions de fois celle du Soleil mais dans le cas de la galaxie observée, ce serait le double. Selon les astrophysiciens, l’événement s’étant produit dans cette galaxie située dans la constellation du Dragon il y a 3,9 milliards d’années ressemblerait beaucoup au scénario étudié en particulier par Jean-Pierre Luminet et Brandon Carter, celui de la destruction d’une étoile s’étant trop approchée d’un trou noir supermassif.
Swift J1644+57 s’est d’abord signalé par ses émissions dans les domaines des rayons gamma et des rayons X mais il a laissé aussi des traces observables dans le domaine des ondes radio comme l’a montré l'Expanded Very Large Array (EVLA) près de Socorro au Nouveau-Mexique.
Des particules s'échappant à plus de 90% de la vitesse de la lumière Le gaz arraché à l’étoile et qui est tombé en spirale vers le trou noir central s’est en effet échauffé et atteint des températures dépassant le million de degrés, formant un plasma où des processus de magnétohydrodynamique très énergétiques sont devenus possibles.
Il s’est en effet produit deux jets de particules relativistes qui, en s’échappant parallèlement à l’axe de rotation du trou noir central, ont fini par entrer en collision avec le milieu interstellaire, y générant des ondes de radio. Par chance, l’un de ces jets était orienté en direction du Système solaire.
Les émissions radio ont continué à être présentes plusieurs jours après les premières observations de Swift, ce qui a convaincu les astrophysiciens qu’ils n’avaient pas observé un sursaut gamma classique mais bel et bien la destruction d’une étoile par les forces de marée du trou noir supermassif de la galaxie.
* Relativistic jet activity from the tidal disruption of a star by a massive black hole * Birth of a relativistic outflow in the unusual γ-ray transient Swift J164449.3+573451
Par Laurent Sacco, Futura-Sciences, le 26 août 2011 à 15h32
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Jeu 24 Nov 2011 - 18:14
Le trou noir de Cygnus X1 ne proviendrait pas d'une supernova
On affirme en général que pour former un trou noir stellaire, il faut qu'une supernova ait explosé. Un scénario alternatif existe pourtant, qui fait intervenir un simple effondrement gravitationnel d’une étoile, sans aucune explosion. La première détermination précise complète des paramètres du plus célèbre des trous noirs, celui de Cygnus X1, donne plus de poids à ce scénario.
On peut considérer que Subrahmanyan Chandrasekhar avait prévu la formation des trous noirs avant tout le monde au début des années 1930 en découvrant qu’une étoile ayant épuisé son carburant nucléaire et dont la masse dépassait 1,44 masse solaire devait s’effondrer sur elle-même. Bien qu’un tel effondrement gravitationnel puisse parfois simplement conduire à la formation d’une étoile à neutrons, il peut aussi conduire à un trou noir, comme Robert Oppenheimer et Georges Volkoff l’ont montré en compagnie d’Hartland Snyder.
La théorie des trous noirs fit l’objet d’impressionnants travaux de Chandrasekhar pendant les années 1970. Avec sa découverte de ce qui s’appelle maintenant la masse de Chandrasekhar, ils furent en partie à l’origine de son Prix Nobel de Physique en 1983. Comme d’habitude pour la remise de ce prix, le lauréat donne une conférence. À la fin de celle du grand astrophysicien indien, on trouve de fascinantes remarques concernant la théorie mathématique des trous noirs, qui sont à peu près les suivantes:
« Je ne sais pas si toute la portée de ce que j'ai dit est claire. Laissez-moi vous expliquer. Les trous noirs sont des objets macroscopiques avec des masses variant de quelques masses solaires à des milliards de masses solaires. Lorsqu’ils peuvent être considérés comme stationnaires et isolés, ils sont tous, chacun d'entre eux, décrits exactement par la solution de Kerr. C'est le seul cas connu où nous avons une description exacte d'un objet macroscopique. »
« Les objets macroscopiques tout autour de nous sont régis par une variété de forces, décrites par diverses approximations de plusieurs théories physiques. »
« En revanche, les seuls éléments de construction de trous noirs sont nos concepts de base de l'espace et du temps. Ils sont ainsi, presque par définition, les objets macroscopiques les plus parfaits de l'univers. Et puisque la théorie de la relativité générale nous fournit une famille de solutions dépendant uniquement de deux paramètres pour leur description, ils sont aussi les objets les plus simples de l’Univers. »
Cygnus X1 - le trou noir décrypté Ces remarques permettent de comprendre pourquoi les récents articles publiés sur arXiv, concernant une nouvelle étude du trou noir Cygnus X1 à l’aide du Very Long Baseline Array (VLBA), sont présentés plus au ou moins comme la première description complète d’un trou noir.
Grand comme un continent, ce radiotélescope est constitué par la mise en commun, à l’aide de la synthèse d’ouverture par interférométrie, de plusieurs radiotélescopes. Il vient de permettre une détermination précise de la masse et du moment cinétique de cette célèbre source de rayons X qui fut le premier candidat trou noir clairement identifié. Comme il s’agit des deux paramètres décrivant la solution de Kerr pour un trou noir en rotation dont parlait Chandrasekhar, on dispose donc en théorie de toutes les informations de base pour décrire ce qui se passe avec un tel trou noir.
On n’est cependant pas en présence d’un système isolé car le rayonnement X de ce microquasar est engendré par l’accrétion de la matière provenant d’une étoile. Elle forme un système binaire avec ce trou noir dont on sait maintenant qu’il est à peu près quinze fois plus massif que le Soleil et qu’il tourne sur lui-même environ huit cents fois plus vite.
Une vitesse de révolution galactique trop lente pour l'hypothèse de la supernova Le VLBA a aussi permis des mesures fines de la position et de la vitesse de ce système binaire par la méthode de la parallaxe. Son mouvement dans la Galaxie a donc été précisé et selon les chercheurs, l’ensemble de ces informations, caractérisant le trou noir de Cygnus X1, donne du poids à une hypothèse ancienne, en particulier présentée en 2003 par Félix Mirabel dans un article de Science.
On présente généralement la formation d’un trou noir stellaire comme le résultat de l’effondrement gravitationnel du cœur d’une étoile au moins trente fois plus massive que le Soleil. Un tel effondrement accompagnerait une supernova de type SN II laissant donc, comme toute supernova, des restes sous forme de nébuleuse.
Cette explosion éjecte de grandes quantités de matière dans l’espace interstellaire, facilement plusieurs fois la masse du Soleil, et à grande vitesse. Il en résulte que le trou noir nouvellement formé peut être éjecté d’un système binaire si son étoile génitrice en faisait partie, ou pour le moins, qu’une brusque modification du mouvement du système binaire autour de la Voie Lactée se produit, à la façon d’une fusée éjectant du gaz.
Or, la meilleure connaissance de la position de Cygnus X1, avec une distance évaluée aujourd’hui à 6.070 al. (années-lumière) contre une valeur comprise entre 5.800 al. et 7.800 al, ainsi que sa vitesse et son âge - qui serait d’environ 6 millions d’années - ne sont pas favorables à ce scénario de formation. Ainsi, on ne trouve pas le reste de supernova qui devrait être associé à Cygnus X1 et le mouvement du système binaire lui-même ne diffère pas vraiment de celui-ci d’un système classique en orbite dans le plan de la Galaxie.
Il semble donc que l’étoile génitrice du trou noir Cygnus X1 se soit effondrée directement en trou noir, sans exploser en supernova.
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Sam 10 Déc 2011 - 1:54
Des trous noirs d'environ 10 milliards de masses solaires
Un groupe d’astrophysiciens a découvert deux trous noirs supermassifs au cœur de deux galaxies elliptiques, chacun presque deux mille cinq cents fois plus massif que le trou noir central de la Voie Lactée. Il s’agit probablement des restes d’anciens quasars qui illuminaient l’Univers à ses débuts.
On devrait fêter en 2016 le centenaire de la publication par Einstein de la forme finale de sa théorie de la Relativité générale. Les équations découvertes par Einstein contenaient diverses prédictions si stupéfiantes qu’il faudra des décennies pour qu’elles soient prises au sérieux. On peut citer, bien sûr, celles de l’expansion de l’Univers et de la théorie du Big Bang, qui ne s'imposeront qu'après les travaux de pionniers comme Georges Lemaître et surtout la découverte du rayonnement fossile.
La prédiction la plus troublante est probablement celle des trous noirs, qui ne sera réellement considérée par la communauté scientifique qu'après la découverte des quasars et des étoiles à neutrons. Même après la découverte de Cygnus X1, des doutes étaient encore fréquents chez les astrophysiciens des années 1970.
Nous sommes aujourd’hui bien loin de cette époque. Nous savons que notre propre galaxie possède un trou noir supermassif central et nous traquons même les trous noirs dans les collisions du LHC.
Tous les quasars sont probablement des trous noirs supermassifs Nous connaissons aussi plus de 60 trous noirs supermassifs dans des galaxies voisines, avec des masses allant de quelques millions à plusieurs milliards de masses solaires. Le record était détenu jusqu’à présent par la galaxie M87, arborant un trou noir de presque 6,3 milliards de fois la masse du Soleil.
Le lien établi entre les quasars et les trous noirs laisse penser que l’on connaît un nombre bien plus grand de galaxies contenant un trou noir central supermassif. Certains quasars, en effet, sont si lumineux que l'on est conduit à penser qu’il existe dans l’Univers observable des trous noirs d’au moins 10 milliards de masses solaires. Une idée confortée par les simulations numériques de leur formation.
Si l’on en croit une publication récente dans Nature, c’est bel et bien le cas. En utilisant plusieurs télescopes au sol, dont les célèbres Gemini et Keck, une équipe d’astrophysiciens américains a en effet découvert deux monstres dans les galaxies elliptiques NGC3842 et NGC4889. Située dans la constellation du Lion à 320 millions d’années-lumière de la Voie Lactée, NGC3842 est la plus brillante de l’amas galactique du Lion et son trou noir supermassif contiendrait 9,7 milliards de masses solaires.
Située elle dans la constellation de la Chevelure de Bérénice, NGC4889 est à 336 millions d’années-lumière de la Terre et la masse de son trou noir central devrait dépasser les 10 milliards de masses solaires. Il est probable qu'il s'agisse là de deux restes d'anciens quasars qui brillaient intensément pendant les premiers milliards d'années de l'histoire de l'Univers observable.
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Ven 16 Déc 2011 - 20:56
Le VLT observe un nuage de gaz disloqué par un trou noir...
Des astronomes utilisant le Very Large Telescope de l'ESO ont découvert un nuage de gaz de plusieurs masses terrestres accélérant rapidement à l'approche du trou noir situé au centre de la Voie Lactée. Il s'agit de la toute première observation de l'arrivée d'un tel nuage à proximité d'un trou noir supermassif. Les résultats seront publiés dans l'édition du 5 janvier 2012 du journal Nature.
C'est dans le cadre d'un programme de 20 ans s'appuyant sur les télescopes de l'ESO et dédié au suivi du mouvement d'étoiles autour du trou noir supermassif situé au centre de notre galaxie, qu'une équipe d'astronomes dirigée par Reinhard Genzel de l'Institut Max Planck dédié à la Physique Extraterrrestre (MPE), à Garching en Allemagne, a découvert un nouvel objet s'approchant rapidement du trou noir en question.
Simulation du nuage de gaz à l'approche du trou noir central de la Voie Lactée. Crédit: ESO
Au cours des sept dernières années, la vitesse de cet objet a quasiment doublé, atteignant près de 8 millions de km/h. Il se situe sur une orbite très allongée et, à la mi 2013, s'approchera à 40 milliards de km seulement de « l'horizon des événements » du trou noir, soit environ 36 heures-lumière. En termes astronomiques, il s'agit d'une rencontre très étroite avec un trou noir supermassif.
Cet objet est beaucoup plus froid que les étoiles environnantes (seulement 280°C), et principalement constitué d'hydrogène et d'hélium. Il s'agit d'un nuage poussiéreux de gaz ionisé, dont la masse avoisine les trois masses terrestres. Le nuage brille sous l'effet d'une forte radiation ultraviolette issue des étoiles chaudes environnantes qui peuplent le centre de la Voie Lactée.
Simulation du nuage de gaz après son approche auprès du trou noir central de la Voie Lactée. Crédit: ESO/MPE/Marc Schartmann
La densité actuelle du nuage est beaucoup plus élevée que celle du gaz chaud environnant le trou noir. Mais, à mesure que le nuage se rapproche de l'ogre affamé, la pression externe augmente et va compresser ce nuage. En même temps, l'énorme attraction gravitationnelle du trou noir, dont la masse est quatre millions de fois supérieure à celle du Soleil, va entraîner l'accélération du mouvement du nuage dans sa direction et l'étirement du nuage le long de son orbite.
« Jusqu'à présent, la vision d'un astronaute étiré comme un 'spaghetti' à l'approche d'un trou noir relevait de la seule science-fiction. Nous sommes en train de voir cette fiction devenir réalité pour ce qui concerne le nuage récemment découvert. Il ne va pas survivre à cette aventure », explique Stefan Gillesen (MPE), auteur principal de l'article.
Les bords du nuage sont déjà en train de se disloquer et le nuage devrait se briser complètement d'ici quelques années. Les astronomes visualisent déjà des signes manifestes de l'augmentation de la fragmentation du nuage sur la période 2008 - 2011. La matière devrait par ailleurs voir sa température augmenter à mesure que le nuage s'approchera du trou noir en 2013 et va probablement émettre des rayons X. L'environnement actuel du trou noir est relativement pauvre. Cet objet devrait donc constituer son principal repas dans les années à venir.
Le centre de la Voie Lactée dévoilant le nuage récemment découvert et se déplaçant rapidement. Crédit: ESO/MPE
Le nuage semble s'être constitué à partir de jeunes étoiles massives situées à proximité directe, caractérisées par un taux de perte de masse élevé en raison de vents stellaires intenses. De telles étoiles éjectent leur gaz à grande distance. La collision de vents stellaires d'un système d'étoiles doubles en orbite autour du trou noir central a probablement conduit à la formation du nuage.
« Ces deux prochaines années s'annoncent passionnantes. Elles devraient nous fournir de précieuses informations concernant le mouvement de matière autour de ces étonnants objets massifs », conclut Reinhard Genzel.
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Mar 20 Déc 2011 - 1:39
Le trou noir de la Voie Lactée dévore une nébuleuse
Des astronomes ont observé pour la première fois un nuage de gaz se faire "dévorer" par le trou noir central de la Voie Lactée.
Un nuage de gaz (en orange) est en train d'être englouti par le trou noir central de la Voie Lactée. En bleu figurent les orbites des étoiles proches. Crédit: ESO/MPE
Condamné à être englouti Depuis 20 ans, l'équipe de Reinhard Genzel, du Max Planck Institut, surveille le mouvement des étoiles autour de ce trou noir supermassif qui règne au cœur de notre galaxie, la Voie Lactée. Grâce à ces observations, menées avec le Very Large Telescope de l'ESO au Chili, ces astronomes ont découvert un nuage de 3 masses terrestres qui, à terme, va être totalement englouti par le monstre.
Voir les images du nuage observé, à la fin de ce zoom vers le centre de la Voie Lactée. Crédits: violine777//YouTube
Au plus près du trou noir en 2013 En sept ans, la vitesse du nuage a quasiment doublé. La masse gazeuse navigue désormais à 8 millions de km/h sur une orbite très allongée. Et au milieu de l'année 2013, il passera à seulement 40 milliards de km de l'horizon du trou noir - la frontière au-delà de laquelle rien, pas même la lumière, ne peut s'échapper, soit 36 heures-lumière.
L'équipe a simulé sur ordinateur le destin du nuage dans les prochaines années. Le trou noir va continuer à l'accélérer et à l'étirer, comme le montre la vidéo. Le nuage figure en orange, l'orbite des étoiles proches, en bleu. Crédits: violine777//YouTube
À mesure qu'il s'approchera du trou noir, le nuage devrait s'échauffer et des émissions de rayons X sont attendues pour 2013.
La matière d'une étoile à l'origine du nuage Ce nuage de gaz pourrait constituer l'un des rares repas du trou noir central de la Voie Lactée, que les astronomes estiment beaucoup moins glouton que ses congénères situés au cœur d'autres galaxies. D'où vient ce nuage ? Probablement des couches externes expulsées par une étoile en fin de vie. En entrant en collision avec les vents d'une étoile proche du trou noir, cette matière se serait contractée et aurait formé un nuage.
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Mer 21 Déc 2011 - 1:59
Les battements de coeur du plus petit trou noir connu
En utilisant le Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE), satellite de la Nasa observant les astres dans le domaine des rayons X, un groupe d’astrophysiciens vient de trouver ce qui semble être le plus petit trou noir connu. Sa courbe de luminosité périodique fait penser à celle d’un électrocardiogramme.
Les trous noirs stellaires se forment à l’occasion de l’effondrement gravitationnel d’une étoile massive. Notre Soleil, lui, est trop léger pour devenir un jour un trou noir, d'autant plus qu'il perdra de la masse à la fin de sa vie avant de se transformer en naine blanche. On a de bonnes raisons de penser qu’il faut qu’une étoile dépasse plusieurs dizaines de fois la masse du Soleil pour pouvoir se transformer en trou noir.
Classiquement, lorsque cela se produit, l’étoile explose en supernova. Mais de récentes études, en ce qui concerne le trou noir Cygnus X1, laissent entendre que ce n’est pas toujours le cas. Toujours est-il qu’un trou noir stellaire ne doit pas avoir une masse inférieure à celle dite de Chandrasekhar, c'est-à-dire d’environ 1,44 masse solaire. Si l’on devait découvrir un trou noir de plus petite masse, par exemple grâce aux observations de Kepler, cela signifierait que l'on est en présence d'un minitrou noir primordial.
Le trou noir IGR J17091-3624 possède, lui, une masse probablement inférieure à 3 masses solaires mais supérieure à la masse de Chandrasekhar. La matière arrachée à une étoile compagne formant un disque d’accrétion autour de lui, elle rayonne dans le domaine des rayons X avant de plonger en direction de son 'horizon des événements'. Sa courbe de luminosité, dressée à partir des observations du satellite de la Nasa, Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE), s’est révélée très intéressante, bien qu’elle témoigne d’une faible luminosité.
Les "battements de cœur" des trous noirs Elle présente des périodicités la faisant ressembler à un électrocardiogramme, à tel point que l’on en parle comme les "battements de cœur" (heartbeats en anglais) de ce trou noir, comme on peut le voir dans le titre d’un article à son sujet sur arXiv.
Ce n’est cependant pas la première fois que l’on rencontre une telle courbe et c’est une des raisons, outre le fait qu’il est le plus petit trou noir connu, qui rend IGR J17091-3624 si intéressant. On observe en effet avec lui une courbe de luminosité qui fait penser, en réduction, à celle du trou noir stellaire GRS 1915+105.
Celui-ci pèse probablement 14 masses solaires et lui aussi se signale en rayons X grâce à un disque d’accrétion. Contrairement à IGR J17091-3624, GRS 1915+105 possède des jets de matières que l’on observe. Ces jets, qui foncent dans l’espace interstellaire à 98% de la vitesse de la lumière, manifestent une intermittence qui est concomitante de la périodicité des émissions dans le domaine des rayons X. On peut dans ce cas assez facilement l’interpréter.
La matière du disque d’accrétion, tombant en direction de 'l’horizon des événements' pour alimenter les jets, produit une telle quantité de rayonnement que celui-ci finit par s’opposer au flux de matière alimentant les jets. Ils se tarissent donc faute d’être alimentés. La pression du flux de radiation cessant, de la matière du disque peut à nouveau tomber en direction de l’horizon et le processus se répète. Il s’agit bien sûr d’une description grossière de ce qui se passe réellement et la courbe de luminosité est plus complexe qu’une simple modulation périodique.
Des processus d’instabilités en liaison avec la magnétohydrodynamique relativiste d’un plasma chaud couplés à des processus de transferts radiatifs sont sans nul doute à l’œuvre et leur complexité se reflète dans les courbes observées des deux trous noirs. Toujours est-il que, comme pour des électrocardiogrammes, on peut en déduire des informations intéressantes sur le comportement de la matière alimentant un trou noir.
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Jeu 12 Jan 2012 - 1:12
Hubble explore la galaxie d'Andromède
Le télescope spatial a produit des images très détaillées du coeur de la galaxie spirale M31. Situé hors de l'atmosphère, l'instrument de 2,4m de diamètre est capable de discerner les étoiles les plus brillantes distantes de 2,5 millions d'années-lumière.
Autour du trou noir central de M31 Première cible du télescope Hubble, le noyau de M31. Dès 1992, grâce au même télescope, les astronomes avaient découvert que ce noyau était constitué d'un anneau elliptique de vieilles étoiles rouges en orbite autour d'un trou noir hypermassif semblable à celui qui se cache au centre de la Voie Lactée.
Les étoiles du noyau de M31 vues par le télescope Hubble. Crédit: NASA/ESA/NOAO
Sur la nouvelle image, réalisée entre 2005 et 2006 à partir de plusieurs poses, apparaît un amas d'étoiles bleue assez jeunes - de 200 millions d'années - au centre de l'amas. Elles sont agglutinées tout autour du trou noir et indiquent sa position précise.
Le noyau de M31 vu par le télescope Hubble. Crédit: Nasa/ESA/NOAO
Un halo de futures naines blanches Le télescope Hubble a également été utilisé pour explorer sur le larges portions les abords du noyau de M31. Grâce à l'accumulation de poses dans l'ultraviolet, les astronomes ont repéré environ 8.000 étoiles d'un type assez rare. Il s'agit de vieilles étoiles qui, après leur phase de géante rouge, ont expulsé leur enveloppe gazeuses et sont en train de devenir des naines blanches.
Les naines blanches, qui apparaissent ici en bleuté, foisonnent autour du noyau de M31. Crédit: Nasa/ESA
Ces astres brillent peu et c'est grâce à leur lumière ultraviolette qu'ils ont été repérés. Leur quantité, sur une zone qui s'étend à 2.600 al. du noyau, est une surprise.
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Mar 17 Jan 2012 - 1:43
Le coeur de la galaxie d'Andromède révélé par le télescope Hubble
On croyait la connaître sous toutes ses coutures mais c'était sans compter sur le télescope spatial américain Hubble qui vient de mettre à nu le centre de M31, la grande galaxie d'Andromède.
Au Xe siècle, la Perse compte un astronome de renom, Al-Sufi. Traducteur des ouvrages d'astronomie venus de Grèce comme l'Almageste de Ptolémée, Al-Sufi est également un observateur remarquable. Il découvre l'amas d'étoiles du Cintre (Collinder 399) dans la constellation du Petit Renard ainsi que le Grand Nuage de Magellan lors d'un de ses voyages au Yémen. Mais le nom d'Al-Sufi reste indissociablement lié à la galaxie d'Andromède dont il est le premier à rapporter l'existence, la décrivant comme un petit nuage. À cette époque et pendant encore un millénaire on ne parle pas de galaxie mais de nébuleuse, terme qu'utilisera l'astronome français Charles Messier lorsqu'il l'enregistrera au XVIIIe siècle en 31e position dans son célèbre catalogue d'objets célestes à ne pas confondre avec des comètes de passage.
M31 ne prendra le statut de galaxie que dans les années 1920. Armé du télescope Hooker de l'Observatoire du Mont Wilson, à l'époque le plus grand du monde avec son miroir de 2,5m de diamètre, l'astronome américain Edwin Hubble parviendra à déduire la distance qui nous sépare de M31 en étudiant V1, une céphéide devenue célèbre. Replacée à 2,5 millions d'années-lumière de nous, M31 devient alors une galaxie totalement indépendante de notre Voie Lactée, contrairement à ce qu'imaginaient de célèbres cosmologistes comme Harlow Shapley. Au cours de la seconde guerre mondiale, profitant du couvre-feu qui plonge Los Angeles dans le noir et supprime du coup toute pollution lumineuse, l'astronome Walter Baade sera le premier à distinguer les étoiles qui peuplent la partie la plus dense de la galaxie (son centre), en utilisant encore le télescope Hooker.
Avec les télescopes, toujours plus de détails Avec l'augmentation du diamètre des télescopes et l'amélioration des systèmes d'acquisition d'images, les astronomes n'ont eu de cesse depuis un demi-siècle d'étudier la galaxie la plus facilement observable du ciel. Même les astronomes amateurs s'y sont mis, et les plus talentueux parviennent à photographier les amas globulaires situés dans le halo de M31. Car avec sa magnitude de 4 et son diamètre apparent équivalent à six fois celui de la Pleine Lune, la galaxie d'Andromède reste l'un des objets du ciel profond les plus spectaculaires, bien que son observation à l'œil nu ne soit possible qu'en s'éloignant des lumières urbaines. Aux observations et photographies s'ajoutent les simulations informatiques qui viennent nous raconter l'histoire de cette galaxie. Comme beaucoup de ses consœurs, M31 est le résultat de la fusion de deux galaxies, un événement qui se serait achevé il y a plus de 5 milliards d'années et qui a laissé des traces sous la forme de deux anneaux d'étoiles et de poussières autour de la galaxie. Les Nuages de Magellan quant à eux pourraient avoir pris naissance dans l'une des queues de marée produites par la collision.
Un peu plus de soixante ans après Walter Baade, c'est un autre télescope qu'on a pointé vers le cœur de la galaxie d'Andromède. Même si le télescope spatial Hubble a un diamètre sensiblement équivalent à celui du Mont Wilson, il bénéficie des derniers raffinements en matière de capteur photographique, et surtout d'une confortable position en dehors de l'atmosphère terrestre qui lui permet d'atteindre sa résolution théorique. La Nasa peut désormais nous proposer un portrait extrêmement détaillé du centre de M31. On y découvre - ci-dessous - un amas ovale de vieilles étoiles rougeoyantes dont certaines sont en train de devenir des naines blanches avec au milieu un petit groupe de jeunes étoiles bleutées, le tout étant centré sur un trou noir hypermassif de plus de 100 millions de masses solaires.
En attendant que la galaxie d'Andromède ne rencontre notre Voie Lactée dans quelques milliards d'années, vous pouvez toujours essayer de rechercher M31 après la tombée de la nuit au-dessus de l'horizon Ouest, juste à côté du célèbre quadrilatère d'étoiles que forme la constellation de Pégase.
* HubbleSite
Par J-B Feldmann, Futura-Sciences, le 16 janvier 2012
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Sam 21 Jan 2012 - 1:23
Le Prix Crafoord pour l'étude du trou noir central de la Voie Lactée
Le Prix Crafoord 2012, équivalent du Prix Nobel pour d'autres disciplines, vient d’être attribué. Il revient cette année à deux mathématiciens et à deux astrophysiciens, Reinhard Genzel et Andrea Ghez, qui ont démontré l'existence du trou noir au centre de la Voie Lactée.
Holger Crafoord était un économiste et industriel suédois qui fut indirectement à l'origine de l'invention du rein artificiel. En 1980, il décide de créer le prix qui porte son nom et qui, outre une médaille d’or, comporte une somme de 500.000 dollars. Ce Prix Crafoord pallie les manques du Prix Nobel depuis 1982 en récompensant selon les années des chercheurs en sciences naturelles, comme la géologie, astronomie et mathématique. Cette année, les mathématiques et l’astronomie sont de nouveau récompensées mais avec deux prix séparés. L'un des Prix Crafoord 2012 couronne des observations patientes conduites grâce aux instruments du VLT de l’ESO. Il s’agissait de savoir si la source radio Sagittarius A* observée dans la région centrale de la Voie Lactée était un trou noir supermassif ou non.
De tels trous noirs sont fréquemment observés au centre des galaxies, ou plus exactement, on les invoque comme la meilleure explication possible pour les noyaux actifs de galaxies, en particulier les quasars. Toutefois, d’autres hypothèses exotiques existent, comme l’ont proposé des chercheurs du calibre de Igor Noviko et Nikolaï Kardachev. Il pourrait s’agir de trous de ver... On dispose peut-être aujourd’hui d’un moyen de le savoir avec le radiotélescope russe RadioAstron.
Dans le cas de la Voie Lactée, on soupçonnait donc Sagittarius A* d'être un ancien quasar, il y a des milliards d’années. Si tel était le cas, une masse d'au moins plusieurs millions de fois celle du Soleil devait non seulement être présente et ne pas rayonner par elle-même mais surtout, devait se retrouver dans un volume si petit qu’aucune autre explication que la présence d’un trou noir avec un horizon des événements ne pouvait tenir.
Un trou noir de 4 millions de masses solaires Pour confirmer cette hypothèse, il fallait observer pendant des années les mouvements d’étoiles autour du trou noir présumé. De cette façon, une masse peut être attribuée à l’astre attracteur et la taille des orbites des étoiles posant des limites sur celle du corps céleste, une conclusion assez ferme quant à sa nature pouvait être atteinte.
C’est ce qu’ont fait des équipes de chercheurs dirigées par Reinhard Genzel, du Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik à Garching, en Allemagne, et Andrea Ghez de l'University of California à Los Angeles aux États-Unis. Comme l’explique Hubert Reeves dans la vidéo ci-dessus, environ 20 années d’observations des orbites de certaines étoiles dans le domaine de l’infrarouge - pour voir à travers les nuages de poussières du centre de la Galaxie - ont bel et bien permis aux chercheurs de démontrer qu’un trou noir d’environ 4 millions de masses solaires se trouvait vers le centre de la Voie Lactée.
Reinhard Genzel et Andrea Ghez se voient donc attribuer le Prix Crafoord 2012 pour leurs travaux, qui devraient permettre de tester la Relativité Générale d’Einstein et la théorie des quasars. Inutile de dire qu'eux non plus ne s’inquiètent pas d’une soi-disant fin du monde annoncée par les Mayas...
* The Crafoord Prize in Mathematics 2012 and The Crafoord Prize in Astronomy 2012
Par Laurent Sacco, Futura-Sciences, le 20 janvier 2012
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Ven 10 Fév 2012 - 1:28
Un trou noir stellaire dans la galaxie NGC1073
Encore une vue très détaillée d'une galaxie spirale grâce au télescope spatial Hubble ! Mais cette fois, la galaxie montre autre chose que quelques-unes de ses étoiles résolues. NGC1073, située à 58 millions d'années-lumière dans la constellation de la Baleine, révèle un objet céleste inhabituel. Un couple composé d'une étoile et d'un trou noir, né de l'explosion d'une supernova. Appelé IXO 5, cet astre binaire est très brillant dans les instruments à rayons X. Hélas, ceux-ci n'ont pas la résolution suffisante pour déterminer sa position exacte.
La galaxies NGC1073 vue par le télescope Hubble. Crédit: NASA/ESA/C&E Photos
Le télescope Hubble, grâce à cette image, permet de dire qu'il s'agit de l'un des deux points situés dans le petit cercle sur cette image. En outre, ce cliché permet de voir bien plus loin que NGC1073. à travers ses spires, on discerne plusieurs galaxies lointaines, reconnaissables à leur teinte jaune. Trois quasars sont aussi visibles. Ces noyaux lumineux de galaxies éloignées de plusieurs milliards d'années-lumière ont l'aspect d'étoiles brillantes sur la partie droite du cliché.
Depuis 2009, les astronomes sont convaincus que l'intense source de rayons X qu'ils ont détectée à 290 millions d'années-lumière dans la galaxie ESO 243-49 trahit un trou noir de masse intermédiaire. Malgré plusieurs indices accumulés notamment grâce à des observations menées avec les satellites XMM-Nexton et Swift, il fallait en avoir le cœur net.
C'est ce qu'a fait Sean Farell, du Sydney Institute for Astronomy en Australie, à l'aide du télescope spatial Hubble. Grâce à cette image, il a pu analyser la lumière visible et ultraviolette provenant de la source de rayons X baptisée HLX-1. Celle-ci est visible sur la photo au-dessus du plan de la galaxie ESO 243-49. C'est le point bleu le plus intense à gauche du bulbe galactique. Il apparaît que la lumière bleue de HLX-1 est due non seulement à des étoiles jeunes d'un amas, mais aussi à un disque d'accrétion.
La galaxie ESO 243-49 et son trou noir intermédiaire vus par le télescope Hubble. Crédit: NASA/ESA/C&E Photos
Couplées aux données précédentes, ces découvertes permettent de confirmer qu'un trou noir d'environ 20000 masses solaires se cache au cœur de HLX-1.Il s'agit d'un trou noir intermédiaire, bien plus massif que les trous noirs stellaires qui sont de quelques masses solaires, mais nettement plus léger que les trous noirs hypermassifs au centre de nombreuses galaxies de plusieurs millions de masses solaires. L'existence de tels trous noirs était encore hypothétique en 2008. HLX-1 était l'un des plus sérieux candidats. Il se confirme aujourd'hui.
Notre trou noir central mangerait des astéroïdes tous les jours
Des flashs de rayons X sont émis presque chaque jour par Sagittarius A*, notre trou noir galactique supermassif. Selon des astrophysiciens, ces flashs observés par CHANDRA s’expliqueraient par la pulvérisation d’astéroïdes et de comètes par les forces de marée, suivie de leur engloutissement par le trou noir central.
Depuis des années, le télescope CHANDRA consacre une partie de son temps d’observation au trou noir central dont on sait qu’il ne va pas tarder à avaler un nuage interstellaire. Les astrophysiciens ont ainsi découvert que chaque jour ou presque, durant quelques heures, sa luminosité dans le domaine X était multipliée jusqu’à une centaine de fois par un flash. La contrepartie de ces flashs a même été observée en infrarouge par les télescopes de l’ESO. Un groupe de chercheurs a mis en ligne un article sur arXiv dans lequel il propose une explication à ces curieux phénomènes.
On sait que de temps en temps, le trou noir central d’une galaxie avale des étoiles entières. Le processus a été modélisé il y a quelques décennies par Jean-Pierre Luminet et Brandon Carter avec la formation de crêpes stellaires. Or, on a toutes les raisons de penser, surtout depuis la prolifération des découvertes d’exoplanètes, que ces étoiles doivent être entourées d'un cortège de petits corps célestes, comme des astéroïdes et bien sûr des comètes et des petites planètes. Beaucoup d’étoiles devraient donc avoir l’équivalent du Nuage de Oort ou de la Ceinture de Kuiper avec des Pluton. Il en découle que, selon les astrophysiciens, l’environnement proche de Sagittarius A* doit être rempli d’astéroïdes et de petits corps célestes arrachés par les forces gravitationnelles du trou noir central lorsqu’il avale les étoiles autour desquelles ces corps tournaient.
Un réservoir de plus de 100.000 milliards d'astéroïdes et comètes Ces astéroïdes, comètes et planètes finissent à leur tour par s’approcher à moins d’une unité astronomique de l’horizon de Sagittarius A* et se font démanteler par les forces de marée. En tombant vers l’horizon, les fragments de matière résultants se comportent de la même façon qu’une météorite entrant dans l’atmosphère terrestre. Le trou noir central est en effet entouré de gaz. Les fragments de petits corps célestes s’échauffent, se vaporisent et émettent ces flashs de rayons X.
D’après les calculs, les flashs X observés par CHANDRA chaque jour nécessitent des astéroïdes d’au moins 20km de diamètre. Sagittarius A* pourrait donc fort bien dévorer chaque jour plusieurs astéroïdes qui seraient de tailles plus petites et pour le moment inobservables. Toujours d’après les calculs, des centaines de milliers de milliards d’astéroïdes et autres comètes devraient attendre leur funeste destin autour du trou noir central.
Depuis 10 milliards d’années, seulement quelques milliers de milliards de ces corps célestes, avec une infime fraction d’exoplanètes, auraient été avalés par l’horizon du trou noir supermassif de la Voie Lactée.
* Sgr A* flares: tidal disruption of asteroids and planets?
Par Laurent Sacco, Futura-Sciences, le 15 février 2012
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Sujet: Re: Les Trous Noires, monstres cosmiques... Jeu 23 Fév 2012 - 21:52
L'étrange trou noir intermédiaire HLX-1 ?... un ancien noyau de galaxie naine dit Hubble
Hubble vient d’apporter une lumière supplémentaire sur la nature du premier trou noir de masse intermédiaire dont l’existence a été établie en 2009. Les astrophysiciens ont détecté un amas de jeunes étoiles bleues en orbite autour de HLX-1. Ils pensent maintenant qu’il s’agit de restes du noyau d’une galaxie naine mise en pièces et avalée par la galaxie ESO 243-49.
Pendant longtemps, on a cherché à mettre en évidence l’existence de trous noirs de masse intermédiaire. Il s’agissait de combler l’étrange vide entre les trous noirs stellaires, dont la masse ne peut probablement guère dépasser les quelques dizaines de masses solaires, et celle des trous noirs supermassifs, qui peuvent dépasser le million de masses solaires. Un bon moyen d’expliquer la formation rapide de ces trous noirs supermassifs dans l’univers observable est en effet de faire intervenir des fusions de ces trous noirs de masse intermédiaire à l’occasion de collisions et fusions entre galaxies. Bien que l’on ait soupçonné l’existence de ces trous noirs de masse moyenne dans des amas globulaires, ce n’est qu’en 2009 que l’on a découvert le premier trou noir de masse intermédiaire dont l’existence semblait bien établie. Il a été détecté grâce aux observations dans le domaine des rayons X du satellite européen XMM-Newton. Baptisé HLX-1 (Hyper-Luminous X-ray source 1), ce trou noir d’environ 20.000 masses solaires est en orbite à l’extérieur de la galaxie ESO 243-49, située à 290 millions d’années-lumière de la Voie Lactée.
La présence d’un tel trou noir en dehors d’une galaxie et isolé a de quoi surprendre à priori. Mais si l’on en croit les observations du Télescope Hubble et du satellite Swift, un scénario naturel peut être avancé pour expliquer son existence. Comme l’expliquent des astrophysiciens dans un article publié sur arXiv, HLX-1 n’est pas complètement isolé. Le fait qu’on l’ait découvert à l’aide de ses émissions dans le domaine des rayons X implique qu’il est entouré de gaz formant un disque d’accrétion, des nuages de gaz en dehors d’un disque galactique peuvent exister comme le montrent bien les observations récentes de Planck avec la Voie Lactée, mais il y aurait aussi un amas de jeunes étoiles bleues autour du trou noir.
Les restes d'un repas galactique Hubble ne peut pas résoudre ni observer facilement des étoiles individuelles à une distance aussi grande que les 290 millions d’années-lumière estimées pour ESO 243-49. Mais le halo de lumière entourant HLX-1 est tout de même à la portée des instruments du télescope spatial. Son spectre ne s’explique pas par les émissions d’un disque d’accrétion mais bel et bien par la présence de jeunes étoiles.
On peut donc considérer que HLX-1 est un trou noir galactique qui résidait il y a des millions d’années au moins au centre d’une galaxie naine. Quand celle-ci est passée trop près de la grande galaxie ESO 243-49, la majeure partie des étoiles de la galaxie naine aurait été arrachée, alimentant ESO 243-49 sous forme de courants de marée transitoires. L'avenir du trou noir est incertain à ce stade car sa trajectoire est mal connue actuellement. Il est possible qu’il finisse par se diriger en effectuant un mouvement en spirale vers le centre de ESO 243-49 pour finir par fusionner avec le trou noir supermassif. Le trou noir pourrait aussi être installé sur une orbite stable autour de la galaxie.
* A young stellar population around the intermediate mass black hole ESO 243-49 HLX-1
Par Laurent Sacco, Futura-Sciences, le 17 février 2012
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