Sciences et Avenir: la face cachée de l'Univers

NASA/JPL-CALTECH/R. HURT (IPAC)
OPALE
pourra émettre seront de plus en plus faibles à
mesure qu’il s’approche de l’horizon. Passé cette
limite, aucun photon ne pourra en parvenir, et
l’astronaute deviendra pour toujours invisible
aux yeux d’un observateur extérieur. Il pourra
cependant continuer à recevoir des messages.
Pour le héros d’Interstellar, s’en suit une chute
vertigineuse vers le cœur de l’astre. Dans la
réalité, elle se déroulerait tout autrement. « Rien
ne résiste à l’attraction immense du centre,
décrit Éric Gourgoulhon, directeur de recherche
à l’observatoire de Meudon. Tout tombe très vite
vers lui. L’espace entre l’horizon et le centre est
donc… vide. »
Et ensuite ? Mystère. Ce qui se passe au centre
demeure une énigme. Car les trous noirs restent
une des curiosités les plus déconcertantes de
Au-dessus du disque
d’accrétion d’un trou
noir surpemassif
s’élève une couronne
(en violet) composée
de particules de gaz,
d’une température
pouvant atteindre un
milliard de degrés. À
une vitesse énorme,
elle émet jusqu’à des
centaines de milliers
d’années-lumière
un puissant jet de
plasma, source de
rayonnements X. Elle
devient plus brillante,
avant de s’éloigner du
trou noir (au milieu et
à droite). Vue d’artiste.
« LE DISQUE DE MATIÈRE AUTOUR
D’UN TROU NOIR ÉMET DES RAYONS X
DÉLÉTÈRES. L’ASTRONAUTE
D’INTERSTELLAR SERAIT GRILLÉ
AVANT DE LE FRANCHIR ! »
Alain Riazuelo, chercheur à l’Institut d’astrophysique de Paris
notre Univers. Les plus massifs comme Gargantua,
qui siègent au centre des galaxies, se sont
formés en même temps que leur galaxie-hôte.
Ceux dont la masse se situe entre 1 et 10 masses
solaires sont la forme ultime d’une étoile massive
en fin de vie. Quand celle-ci explose en
supernova, son cœur se contracte tellement
qu’aucune force nucléaire ne peut plus assurer
la cohésion des atomes. Le cœur s’effondre
irrémédiablement. « Selon les équations de la
relativité générale, mise au point par Albert
Einstein en 1915, l’effondrement aboutit à un
endroit de densité et courbure infinies, ce que
les mathématiciens appellent une singularité »,
rappelle Éric Gourgoulhon.
Ce lieu peut avoir plusieurs formes selon la
sophistication des modèles. Le plus simple
– mais le moins réaliste ! – est un trou noir statique
qui n’avale aucune matière. Il est dit de
Schwarzschild, du nom du physicien allemand
qui en avança le premier l’hypothèse. En ce cas,
le centre du trou noir est un point de densité
infinie. Une description bien plus réaliste est à
porter au crédit du Néo-Zélandais Roy Kerr et de
l’Américain Ezra Newman qui, en 1963
AVRIL/JUIN 2022 SCIENCES ET AVENIR NUMÉRO SPÉCIAL I 41