L’Univers et la fabrique des trous noirs

Le schéma ci-dessus montre ce que l'on sait des trous noirs, avec notamment des "jets " d'ondes radios perpendiculairement au plan du disque. Les plus massifs des trous noirs sont des "résidus" du Big Bang, témoins remarquables de la naissance de l'Univers.

Qu’est-ce que le Big Bang ? Recette de pâtisserie astronomique

Le Big Bang, c’est une pâte qui gonfle, qui gonfle, mais si mal mixée qu’il y a beaucoup de grumeaux: Grumeau Soleil, grumeaux étoiles, grumeaux planètes, grumeaux lunes, grumeau au centre des galaxies …

Les modèles des astrophysiciens donnent une carte de l’Univers peu après le Big Bang. Comme dans une pâte à crêpe pas encore assez mélangée, il y a des grumeaux entre lesquels s’entrelacent des filaments constitués d’étoiles et de gaz. Chaque grumeau devient le cœur d’une galaxie.

Qu’est-ce que le trou noir central d’une galaxie ?

Au coeur de nombreuses galaxies, se trouverait un ogre géant, dont la masse est égale à celle de millions de soleils, voire de milliards de soleils, et dont le rayon est tout petit pour une telle masse (moins gros que notre système solaire).

Au final, le trou noir a une densité qui ressemble à celle de notre bonne vieille Terre. Ce n’est pas très dense, contrairement à ce qu’on pensait au 20ème siècle.

A cache-cache avec les trous noirs géants : des millions de masses solaires dans une sphère géante

Les trous noirs géants avalent tout, même la lumière, et sont donc invisibles. C’est pour cela qu’on les appelle trous noirs. Mais les astronomes n’ont pas dit leur dernier mot.

Un trou noir géant est entouré de poussières, des étoiles lui tournent autour, comme la Lune autour du Soleil. Les astronomes ont pu étudier ces poussières et ces étoiles, donc le trou noir existe. En suivant une étoile dans sa révolution autour du trou noir central de notre galaxie, ils ont mesuré la taille et la masse du trou noir* . Comme le font encore aujourd’hui les élèves de terminale à propos de la Terre et de la Lune par exemple.

Existe-t-il aussi de petits trous noirs ?

Quand une étoile a consommé toute son énergie nucléaire, elle s’effondre d’autant plus brutalement qu’elle a beaucoup de masse. On trouve donc dans les bras des galaxies de grosses vieilles étoiles effondrées : quelques masses solaires sur une sphère plus petite que la Terre et donc beaucoup plus dense que la Terre.

Cela aussi, ça avale tout ; ce sont des trous noirs, à la fois beaucoup plus petits et beaucoup plus denses que les trous noirs du centre des galaxies. L'Univers a donc 2 recettes de trous noirs, géants de densité moyenne, comme la Terre, au centre de galaxies; nains hyperdenses par effondrement d'étoiles en fin de vie.