Sciences & Techniques: Les trous noirs : des ogres galactiques

« émis par le disque.

Seul différence : l'énergie qui nous parvient est cette fois due au réchauffement de la matière qui tournoie à desvitesses considérables, souvent proches de celle de la lumière! Voilà comment les astronomes peuvent enfin calculer la masse ducentre invisible d'une galaxie. A ce stade, tout dépend des dimensions du noyau sombre.

Si les détails observés ne permettent pas de constater que le noyau estassez petit pour contenir la masse concentrée d'un trou noir, on ne peut rien affirmer.

Il pourrait, par exemple, abriter un petit amasd'étoiles dont la masse expliquerait le ballet cadencé des étoiles voisines, mais d'un éclat trop faible pour être détecté.

En revanche, sila masse calculée est très importante et localisée dans une région limitée, il y a de très fortes chances qu'on ait affaire à un trou noir. Aujourd'hui, plusieurs dizaines de ces candidats au titre de super trou noir galactique ont ainsi été mis au jour.

Et devinez où est leplus proche? Dans notre propre Galaxie, bien sûr! La belle et brillante Voie lactée, que nous voyons par la tranche et qui illumine nosnuits en zébrant la voûte céleste.

Situé à quelque 2800 a.l.

de la Terre, le trou noir central aurait une masse de deux millions de foiscelle du Soleil.

Ce qui est certes considérable, mais très loin d'atteindre le record. Sur la première marche du podium : le super trou noir de M87, une galaxie située dans la constellation de la Vierge, à une distanced'environ 50 millions a.l.

Il affiche en effet la masse faramineuse d'environ 3 milliards de masses solaires! Entre ces deux extrêmes,toutes les galaxies qui ont été observées de manière assez détaillée semblent abriter un trou noir central dont la dimension estvariable : 3, 40 ou 500 millions de masses solaires.

Une diversité telle qu'elle pourrait bien renforcer certaines hypothèses sur deuxdes plus grands mystères de l'Univers. Juste après le Big-Bang Première énigme : la formation des galaxies.

Depuis fort longtemps, une question turlupine les astronomes : pourquoi trouve-t-on lesétoiles ainsi rassemblées par paquets et non éparpillées uniformément dans le cosmos? Si l'on parvenait à prouver que toutes lesgalaxies abritent en leur sein un trou noir super massif, une conclusion réaliste pourrait bien s'imposer : les galaxies seraient nées àpartir de trous noirs primordiaux! Ces derniers seraient apparus dès les premiers instants de l' Univers , juste après le Big-Bang .

Ils auraient pu avoir n'importe quelle taille, en principe.

Mais la durée de leur existence étant proportionnelle à leur masse, seuls ceux d'une certaine importance —l'équivalent de la masse d'une montagne concentrée dans un volume inférieur à un noyau d' atome ! — auraient survécu.

Autant de germes qui auraient ensuite donné naissance aux galaxies en concentrant et absorbant la matière dispersée alentour. L'apparition de ces trous noirs primordiaux étant aléatoire, cela expliquerait également qu'étoiles etgalaxies ne soient pas uniformément réparties dans l'espace.

Ce scénario a été évoqué pour la premièrefois il y a plus d'un quart de siècle, par le célèbre astrophysicien Stephen Hawking .

Mais pour rester plausible, son hypothèse nécessite la présence systématique d'un trou noir au centre des galaxies.

Adéfaut de la prouver — on en est encore loin! —, les dernières observations vont néanmoins dans sonsens. Autre grand mystère de l'Univers : les quasars.

Des objets qui brillent autant que des centaines de galaxies réunies, mais quiapparaissent comme de simples point lumineux à cause des distances considérables qui nous séparent d'eux.

Or, en astronomie, leprincipe est toujours le même : voir loin, c'est voir ancien! Et ces majestueux objets cosmiques se révèlent donc à nous tels qu'ilsétaient… il y a plusieurs milliards d'années. Nos ancêtres les quasars Grâce à l'hypothèse des trous noirs, les astrophysiciens ont imaginé un modèle qui expliquerait l'énergietitanesque libérée par un quasar.

Au centre : un trou noir hyper massif qui engendre une force degravitation colossale.

A tel point qu'elle arrache la matière des étoiles voisines.

Conséquence : ungigantesque disque d'accrétion (composé de gaz, de poussières et de débris) se forme autour.

Et en serapprochant du monstre central, la matière est si fortement accélérée qu'elle se réchauffe et émet lepuissant rayonnement observé… avant de sombrer pour l'éternité dans l'œil du cyclone. Or, il existe par ailleurs des galaxies beaucoup plus proches et dites "actives" parce qu'elles révèlent un mécanisme à peu prèssimilaire : un disque d'accrétion brille de mille feux (quoique beaucoup moins qu'un quasar) en tournoyant vers un noyau sombre.

Sil'hypothèse des super trous noirs gisant systématiquement dans le cœur de chaque galaxie était vérifiée, la véritable nature desquasars se révélerait à nous : ils seraient les ancêtres des galaxies telles que nous les observons actuellement, "calmes" parce quela matière du disque d'accrétion se serait épuisée, faute d'étoiles suffisamment proches pour l'alimenter en débris.

Après la pluie, lebeau temps, en somme. Reste que ces monstres voraces pourraient s'avérer autrement attachants : s'ils sont à l'origine des galaxies, les étoiles et lesplanètes qui se sont ensuite formées leur doivent aussi beaucoup.

Et nous pourrions même nous targuer de les compter commeancêtres. Remerciements à Jean-Pierre Luminet, astrophysicien à l'Observatoire de Paris-Meudon.. »