Il y a un trou noir dans la Voie lactée qui peut faire tourner l’espace lui-même

Par: Monique Menard | 2020-04-17

La vitesse de rotation mesurée de ce trou noir exotique est très proche du maximum possible.

Un trou noir vivant dans la Voie lactée force la poussière et le gaz environnants à tourner à la vitesse du tour du monde, impliquant l’espace lui-même dans ce cycle, affirment les scientifiques dans un article présenté dans le journal The Astrophysical Journal

« La vitesse de rotation mesurée de ce trou noir exotique est très proche du maximum possible, décrit par la Théorie générale de la relativité d’Albert Einstein. La découverte de tels objets est très importante car ils nous permettent d’étudier les aspects les plus extrêmes de l’univers et la physique fondamentale qui leur est associée », déclare Sudip Bhattacharya, co-auteur des travaux de l’Institut de recherche fondamentale de Tata, en Inde.


Absorption d’une étoile avec un trou noir dans la performance de l’artiste. Crédit: ESO/L. Calçada

Le trou noir, désigné 4U 1630-47, a été mentionné pour la première fois en 2013, lorsque ses jets ont vu des noyaux hautement ionisés de deux éléments lourds: le fer et le nickel. Puis, en 2016, le 4U 1630-47 a été observé par le premier satellite astronomique indien, AstroSat, qui capte les rayonnements visibles, ultraviolets et X. La distance exacte du trou noir n’a pas encore été déterminée, mais les astronomes estiment qu’elle est soit de 15 000 années-lumière, soit de 37 500 années-lumière. La masse de l’objet est également inconnue et est estimée à environ 10 masses solaires.

Cependant, les scientifiques ont été attirés par les propriétés très différentes du 4U 1630-47. Elle se distingue par son rayonnement X inhabituel émis par des gaz et des poussières chauffés à des températures énormes, retirés de l’étoile compagnon par la puissante gravité.


Observatoire à rayons X « Chandra ». Crédits: NASA/CXC/SAO

Aujourd’hui, il n’y a que deux paramètres avec lesquels les trous noirs sont décrits: la masse et la vitesse de rotation. Ils sont évalués par leur interaction avec le matériel environnant, et l’analyse des observations « AstroSat », confirmée par les données de l’observatoire spatial à rayons X de la NASA « Chandra », a montré que la vitesse de rotation du 4U 1630-47 n’atteint pas moins de 10 % au maximum possible (selon la théorie générale de la relativité).

« Mesurer un trou noir, en particulier la vitesse de rotation, est très difficile et ne peut se faire qu’avec des télescopes à rayons X de haute précision, et seulement si elle absorbe la matière de son étoile compagnon », a expliqué Sudip Bhattacharya.

Les vitesses de rotation des trous noirs sont estimées sur une échelle conventionnelle de 0 à 1. Ainsi, le 4U 1630-47 tourne à une vitesse supérieure à 0,9. Selon les prédictions d’Albert Einstein, un objet aussi exotique est capable de forcer l’espace qui l’entoure à tourner.


Trou noir ultra-massif dans la représentation de l’artiste. Crédit: NASA

L’étude de ces objets est importante pour comprendre la formation et l’évolution des galaxies. Des trous noirs comme celui-ci, mais supermassifs, peuvent libérer d’énormes quantités d’énergie dans leur environnement. Ce processus empêche le refroidissement des gaz dans les galaxies et, par conséquent, réduit la vitesse de formation des étoiles. Comprendre les détails de cette rétroaction fondamentale entre les trous noirs supermassifs et la formation des galaxies les plus massives reste un objectif important en astrophysique.

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