La théorie de l’existence de l’horizon des événements autour des trous noirs est confirmée

Par: Monique Menard | 2020-04-23

La plupart des scientifiques pensent que les trous noirs, objets spatiaux à forte gravitation, sont entourés d’un horizon d’événements.

Des astronomes du Texas et de l’université de Harvard ont « testé » les trous noirs, montrant que la matière disparaît complètement lorsqu’on les frappe. Leur résultat est un autre test réussi de la Théorie générale de la relativité d’Albert Einstein.

La plupart des scientifiques pensent que les trous noirs, objets spatiaux à forte gravitation, sont entourés d’un horizon d’événements. Lorsque la matière ou l’énergie s’approche trop près des monstres de l’univers, ceux-ci ne peuvent plus s’échapper et sont attirés dans le trou noir. Bien que cette opinion soit largement répandue, l’existence de l’horizon des événements n’a pas été prouvée.


Une étoile tombe dans un trou noir. Crédit: Mark A. Garlick/CfA

« Le but de notre travail est de tester l’idée de l’horizon des événements et de découvrir s’il existe vraiment », a déclaré Pavan Kumar, professeur d’astrophysique à l’université du Texas (États-Unis).

On pense que des trous noirs supermassifs vivent au centre de presque toutes les galaxies. Mais certains théoriciens pensent qu’au lieu des trous noirs, il y a autre chose – des objets encore plus étranges qui ont réussi d’une manière ou d’une autre à éviter l’effondrement gravitationnel vers la singularité entourée par l’horizon des événements. L’idée est basée sur des théories modifiées de la théorie générale de la relativité.


L’étoile s’écrase sur la surface dure d’un objet supermassif. Crédit: Mark A. Garlick/CfA

Alors que la singularité n’a pas de surface dure, l’analogue du trou noir en aura. Ainsi, l’étoile qui s’approche ne tombe pas réellement dans le trou noir et ne disparaîtra pas sans laisser de trace, mais s’écrase sur la surface dure et « tache » l’objet.

« Notre motivation n’est pas tant d’établir la présence d’une surface solide, mais de repousser les limites de la connaissance et de trouver des preuves concrètes de l’existence de l’horizon des événements autour des trous noirs », a déclaré Ramesh Narayan de l’Université de Harvard (USA).

L’équipe a d’abord découvert ce que le télescope verrait si une étoile frappait la surface dure d’un objet supermassif au milieu d’une galaxie voisine. Il s’est avéré que le gaz enveloppait l’objet, générant un flash dont la luminosité changeait de façon unique, contrairement à la façon dont se produisent les supernovae ou les émissions de trous noirs « standard », et qui ne seraient donc plus visibles pour l’observateur.


Flash d’une étoile entrant en collision avec un analogue de trou noir. Crédit: Mark A. Garlick/CfA

En essayant de trouver des traces de tels événements, les astronomes ont analysé les images de plus d’un million de galaxies avec des trous noirs particulièrement grands et supermassifs (100 millions de fois plus massifs que le Soleil), qui ont été reçues au cours des quatre dernières années par le télescope « Pan-STARRS », situé à Hawaii. L’objectif des scientifiques était de trouver des transitoires ayant la signature lumineuse attendue d’une étoile s’écrasant sur un analogue des trous noirs.

« Si la théorie des surfaces solides est correcte, nous devrions avoir détecté au moins 10 de ces flashs. « Mais nous ne les avons pas trouvés. Notre travail implique que certains et peut-être tous les trous noirs ont un horizon d’événements, et la matière disparaît en effet de l’univers observable lorsqu’elle est attirée dans ces objets exotiques. La théorie générale de la relativité a passé un autre test important », a conclu Ramesh Narayan.

L’équipe va bientôt tester ses conclusions sur le télescope LSST en construction au Chili, qui pourra surveiller un nombre beaucoup plus important de galaxies et fournir des images plus claires que l’observatoire hawaïen.

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