Trous noirs: ce qu’ils sont et comment ils se forment
Les trous noirs, incapables d’émettre le moindre rayonnement, ne peuvent faire l’objet d’aucune étude visuel et ce n’est qu’avec l’aide de la physique et des mathématiques qu’ils peuvent être imaginés et en définitif observés de la manière la plus réaliste possible.
Trous noirs: ce qu’ils sont du point de la physique et de la science
Un trou noir est une région de l’espace qui attire et capture tout ce qui se trouve dans son voisinage. Autrement dit, c’est une région de l’espace dans laquelle le champ gravitationnel est si fort que tout ce qui entre dans son voisinage est attiré et capturé, sans possibilité de s’échapper à l’extérieur.
Théoriquement, un trou noir peut être comparé à une étoile, caractérisée par une masse dix fois supérieure à celle du Soleil, qui se contracte, augmente sa densité et s’effondre sous son propre poids, concentrant sa masse en un seul point appelé alors trou noir.
La gravité du trou noir rend invisibles les corps qu’il attire. Le trou noir formé se caractérise par une gravité si forte que tout signal lumineux ou particule attiré perd son identité et sa lumière, l’empêchant de « s’échapper » et rendant le corps concerné totalement invisible à toute observation. Pas même un rayon de lumière n’est capable d’échapper à la « capture » d’un trou noir, même si la lumière a une vitesse élevée.
Les trous noirs n’avalent que les corps qui leur sont proches. Mais, il convient toutefois de préciser que les trous noirs, objets universels qui peuvent imploser sur eux-mêmes mais n’explosent jamais, ne capturent pas tout ce qui les entoure mais parviennent seulement à « avaler » les corps qui leur sont les plus proches: cela s’explique par l’attraction gravitationnelle qui est inversement proportionnelle à la distance du corps en question.
A quoi ressemble un trou noir?
Chaque galaxie pourrait posséder au moins un trou noir. Certains astrophysiciens affirment qu’au moins un trou noir se trouve au centre de chaque galaxie ou au centre des quasars, des corps célestes très éloignés de la Terre constitués d’amas d’étoiles et considérés comme des sources de rayonnement très intense.
Les trous noirs ont fait l’objet d’études de la part de nombreux astrophysiciens mais, en l’absence de données expérimentales fiables, il n’y a pas de certitude. Cependant, selon certains chercheurs, la force intense exercée par les trous noirs sur les corps voisins a permis de détecter un système binaire d’étoiles, dans lequel une étoile et un trou noir sont associés dans un même système.
C’est là que l’étoile serait perturbée par l’action du champ gravitationnel du trou noir et que ce dernier resterait invisible.
Aussi, une caractéristique particulière de chaque trou noir est l’horizon des événements, une surface imaginaire caractérisée par le fait qu’en tout point de cette surface, la vitesse de fuite et la vitesse de la lumière sont équivalentes.
Si un événement se produit à l’intérieur de l’horizon des événements, il ne peut être visible pour un observateur extérieur.
Qu’y a-t-il à l’intérieur d’un trou noir?
L’action du trou noir dans le système binaire est d' »arracher » le gaz à l’extérieur de l’étoile, de l’attirer vers lui et de donner naissance à un véritable disque qui tourne autour de son axe. À ce stade, le gaz « arraché » atteint des températures très élevées et émet des rayons X, ce qui permet de « détecter » le trou noir.
Il est possible d’assister à ce merveilleux spectacle en observant la Constellation du Cygne, l’une des trois constellations qui caractérisent le ciel d’été et qui est appelée ainsi en raison de la silhouette d’oiseau présente le long de notre galaxie.
Dans la Constellation du Cygne se trouvent plusieurs étoiles doubles et une source de rayons X appelée Cygnus X – 1 : il s’agit d’une paire d’étoiles formée d’une étoile géante et d’un trou noir.
Classification des trous noirs:
Les trous noirs sont classés en fonction de leur masse M, indépendamment leur charge électrique. Il existe essentiellement quatre catégories de trous noirs
- supermassifs
- masse intermédiaire
- stellaires
- les micro-trous noirs
Les trous noirs supermassifs ont une masse des millions de fois supérieure à celle du Soleil. Les trous noirs supermassifs sont les plus grands types de trous noirs caractérisés par une masse des millions de fois supérieure à celle du Soleil. Ils se caractérisent par une densité moyenne inférieure à celle de l’eau et inversement proportionnelle au carré de sa masse. Sur la base de nombreuses études, on pense qu’au moins un trou noir supermassif est présent au centre de chaque galaxie, y compris la Voie lactée.
Trous noirs: mais comment ils se forment?
Essayons maintenant, d’expliquer le plus simplement du monde ou de l’univers, comment se forment les trous noirs. En regardant le Soleil s’élever dans le ciel avec toute sa puissance, jamais, nous ne pensons au moment où, ayant épuisé son combustible nucléaire, il s’éteindra progressivement.
C’est pourtant le destin de toutes les étoiles. Dans les étoiles, c’est précisément l’activité nucléaire qui, tout en entretenant leur « feu », s’oppose à la force de gravité qui tendrait à concentrer toute la matière de l’étoile dans un volume très réduit.
Lorsqu’une étoile « meurt », il n’y a plus de force capable de s’opposer à la gravitation qui fait que toute la matière de l’étoile s’épaissit progressivement vers son centre. En fonction de la masse de l’étoile d’origine, il existe différents états finaux d’évolution.
Dans le cas des étoiles d’une masse supérieure à trois fois la masse de notre Soleil, la gravitation prévaut sans discontinuer, de sorte que toute la matière se comprime et que la concentration dans la région centrale augmente énormément. Les densités atteintes sont inconcevables pour nous : dans ces conditions, une cuillerée de matière épaissie pèse même plus de 10 milliards de tonnes! À une certaine distance autour de l’étoile d’origine, tout, y compris la lumière, est attiré et « avalé ». Un trou noir se forme!
