Les trous noirs recèlent un grand mystère. Leur champ gravitationnel, près de leur surface, est d'une telle force que la vitesse d'évasion équivaut à celle de la lumière. Par conséquent, aucun rayonnement ne peut en émerger.

Si l'on pouvait braquer un projecteur dans un trou noir pour voir ce qui s'y trouve, aucune lumière ne serait réfléchie. La gravité l'en empêcherait.

En fait, les trous noirs sont absolument noirs. Le rayonnement ou la matière ne font qu'un aller simple vers un trou noir... Rien ne peut s'en échapper.

C'est pourquoi les trous noirs sont extrêmement difficiles à détecter. Ils semblent plus ou moins invisibles dans la noirceur de l'espace interstellaire.

IMAGE DÉFORMÉE PAR LA GRAVITÉ

La seule façon de détecter un trou noir est de déceler un comportement inhabituel des corps (comme les étoiles) ou d'un rayonnement (la lumière) lorsqu'ils passent près d'un trou noir (voir image).

Le champ gravitationnel à proximité d'un trou noir peut faire courber les rayons lumineux des étoiles situées à l'arrière, au moment où ils passent près du trou noir. Cela crée la déformation optique des images à proximité de la ligne de visée d'un trou noir.

Même s'il se produit une déformation des images, il est difficile de déterminer si l'objet déformant est réellement un trou noir ou un corps massif de faible intensité lumineuse, tel qu'une galaxie.

Texte et image: Agence spatiale canadienne, asc-csa.gc.ca

Un trou noir supermassif est, en astrophysique, un trou noir dont la masse est d’environ un million à un milliard de masses solaires.

La surprise fut grande lorsqu'on découvrit le premier quasar, en 1962. L'astre situé à un milliard d'années-lumière rayonnait comme mille galaxies, mais sa dimension était inférieure au millionième d'une galaxie! C'est ce qui l'a fait confondre avec un astre ponctuel. En réalité, les quasars sont des galaxies de taille normale, mais seul leur noyau est visible, car il rayonne une puissance bien supérieure à l'ensemble de la galaxie, pour un diamètre minuscule.

Source: Jean-Pierre Luminet et Elisa Brune. Bonnes nouvelles des étoiles (2009).

Aperçu d'une émission de la série How The Universe Works montrant l'évolution des quasars, galaxies lointaines abritant un trou noir supermassif. On pense que toutes les galaxies étaient des quasars au début de leur formation.

On croit que la supernova SN 1979C a donné naissance à un trou noir dans la galaxie M100 située dans notre voisinage. Il serait âgé d'environ 30 ans.

Les trous noirs sont la spécialité de Jean-Pierre Luminet. Durant cette conférence, il lève une partie du mystère qui entoure les trous noirs, ces curieux objets de l'Univers.

Partie 1: Historique + destin des étoiles • Partie 2: Destin des étoiles (suite) + formation d'un trou noir + Eta Carina + sursaut gamma • Partie 3: Sursaut gamma (suite) + caractéristiques d'un trou noir • Partie 4: Caractéristiques d'un trou noir (suite) + comportement + paradoxe de l'information + représentations d'un trou noir • Partie 5: Représentations d'un trou noir (suite) + mirages gravitationnels + trou de vers + voyage dans un trou noir • Partie 6: Trou de vers (suite) + observation + création de trous noirs • Partie 7: Création de trous noirs (suite) + théorie des supercordes + détection + trous noirs galactiques • Partie 8: Trous noirs galactiques (suite) + crêpes stellaires + détecteur d'ondes gravitationnelles • Partie 9: Le destin de l'Univers + rayonnement fossile et expansion + calendrier cosmique du futur.

Conférence captée en 2007 à l'Institut d'astrophysique de Paris. Durée totale: env. 80 min.

Cette galaxie (NGC 6240) a la particularité d'abriter deux trous noirs supermassifs, comme le montre cette image en rayons X de l'Observatoire Chandra. Cette galaxie de forme irrégulière serait le fruit d'une collision entre deux galaxies.

Que verrait un astronaute en orbite autour d’un trou noir? Pour la première fois, grâce à des simulations réalistes, un film permet de le savoir.