{"id":468,"date":"2018-03-28T10:21:14","date_gmt":"2018-03-28T08:21:14","guid":{"rendered":"https:\/\/www.stelvision.com\/astro\/?p=468"},"modified":"2025-10-09T11:49:53","modified_gmt":"2025-10-09T09:49:53","slug":"trous-noirs-et-astres-exotiques","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.stelvision.com\/astro\/trous-noirs-et-astres-exotiques\/","title":{"rendered":"Trous noirs et autres astres exotiques"},"content":{"rendered":"\n

Trous noirs, trous blancs, trous de ver, quasars, pulsars… \u00c9clairage sur ces astres exotiques de l’Univers qui fascinent par leur nature singuli\u00e8re et leurs propri\u00e9t\u00e9s \u00e9tonnantes.<\/p>\n\n\n

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\"La
La repr\u00e9sentation du trou noir et de son horizon des \u00e9v\u00e9nements dans le film Interstellar<\/em> est proche de la th\u00e9orie dans le cas d’un trou noir en rotation.<\/strong> Cr\u00e9dit : R.Hurt\/Caltech<\/small><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Les trous noirs<\/h2>\n\n\n\n

Ces objets c\u00e9lestes invisibles sont si compacts que leur champ gravitationnel emp\u00eache mati\u00e8re et lumi\u00e8re de s\u2019en \u00e9chapper… Il en existe plusieurs sortes. <\/p>\n\n\n\n

D’abord, les trous noirs stellaires : ils correspondent au stade ultime de l’\u00e9volution de certaines \u00e9toiles massives dont la masse d\u00e9passe 25 fois celle de notre Soleil (lire notre dossier Les \u00e9toiles : naissance, vie et mort<\/a>). Apr\u00e8s avoir explos\u00e9 en supernova, une \u00e9toile massive laisse place \u00e0 une \u00e9toile \u00e0 neutrons d’environ 10 kilom\u00e8tres de diam\u00e8tre et constitu\u00e9e uniquement de neutrons agglutin\u00e9s. Mais la masse de l’\u00e9toile initiale \u00e9tait si \u00e9lev\u00e9e que la pression des neutrons (vers l’ext\u00e9rieur de l’astre) ne parvient pas \u00e0 contrebalancer la gravitation (vers l’int\u00e9rieur de l’astre). L\u2019\u00e9toile \u00e0 neutrons ultra-dense s\u2019effondre donc sur elle-m\u00eame et engendre la cr\u00e9ation… d\u2019un trou noir.<\/p>\n\n\n\n

Les trous noirs supermassifs ou galactiques se trouvant au centre de certaines galaxies poss\u00e8dent quant \u00e0 eux une masse colossale. Celle-ci peut atteindre plusieurs milliards de fois celle du Soleil. Les trous noirs interm\u00e9diaires ont une masse de quelques milliers de masses solaires. Enfin, les trous noirs primordiaux, dont l’existence n’est pas encore confirm\u00e9e, se seraient form\u00e9s peu apr\u00e8s le Big Bang<\/a> et auraient une masse bien plus faible que tous leurs cousins.<\/p>\n\n\n\n

Les trous noirs d\u00e9forment l’espace-temps<\/h3>\n\n\n
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\"Image
Simulation d’un trou noir en avant-plan du Grand Nuage de Magellan, pour un observateur situ\u00e9 \u00e0 10 kilom\u00e8tres. Autour de l’astre la lumi\u00e8re est d\u00e9form\u00e9e, le Grand Nuage est donc d\u00e9doubl\u00e9 en deux arcs de cercle (en haut et en bas du trou noir sur l’image). Une \u00e9toile situ\u00e9e derri\u00e8re le trou noir a \u00e9galement deux images, de part et d’autre du trou noir.<\/strong> Cr\u00e9dit : Alain Riazuelo<\/small><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Comme on peut le constater sur la simulation ci-dessous, un trou noir produit de surprenants effets de \u00ab\u00a0mirages gravitationnels\u00a0\u00bb : certains astres du voisinage sont vus d\u00e9doubl\u00e9s. Pourquoi ? Parce que le trou noir d\u00e9forme fortement l’espace en raison de sa densit\u00e9 (cons\u00e9quence de la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale), ce qui perturbe le trajet des rayons lumineux.<\/p>\n\n\n\n

Un trou noir est-il vraiment noir ?<\/h3>\n\n\n\n

Dans la conception classique des trous noirs, rien de ce qui franchit une limite imaginaire appel\u00e9e \u00ab\u00a0horizon des \u00e9v\u00e9nements\u00a0\u00bb ne peut s’\u00e9chapper. Toutefois, le c\u00e9l\u00e8bre astrophysicien britannique Stephen Hawking a r\u00e9volutionn\u00e9 cette id\u00e9e avec le rayonnement de Hawking. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne qui n’a pas encore \u00e9t\u00e9 observ\u00e9 r\u00e9pondrait \u00e0 la question : un trou noir est-il vraiment noir ? Ainsi, par diff\u00e9rents processus quantiques, un rayonnement s’\u00e9chapperait en permanence de ces astres. Cette \u00e9vaporation serait toutefois tr\u00e8s faible pour les trous noirs massifs et n\u00e9gligeable pour les supermassifs.<\/p>\n\n\n\n

Comment arrive-t-on \u00e0 d\u00e9tecter un trou noir ?<\/h3>\n\n\n\n

La pr\u00e9sence d’un trou noir, notamment hyper-massif, peut \u00eatre mise en \u00e9vidence par ses effets induits. Cela peut \u00eatre les rayonnements produits par de la mati\u00e8re qui tombe dans le trou noir. Ou encore par des mouvements d’\u00e9toiles environnantes trahissant la pr\u00e9sence d’une tr\u00e8s grande masse \u00e0 proximit\u00e9. Certaines \u00e9toiles du centre de notre galaxie ont ainsi \u00e9t\u00e9 observ\u00e9es en rotation tr\u00e8s rapide, un ph\u00e9nom\u00e8ne explicable seulement par la pr\u00e9sence d’un trou noir.<\/p>\n\n\n\n

Les trous blancs<\/h2>\n\n\n\n

Un trou blanc (ou fontaine blanche) est un objet hypoth\u00e9tique qui comme son nom l’indique est l’oppos\u00e9 du trou noir. En effet, tandis qu’en th\u00e9orie rien ne peut s’\u00e9chapper d’un trou noir, d’apr\u00e8s les cosmologistes, rien ne peut p\u00e9n\u00e9trer dans un trou blanc. De la mati\u00e8re et de l’\u00e9nergie en sont \u00e9ject\u00e9s en permanence. Toutefois, aucun processus astrophysique connu ne m\u00e8ne \u00e0 la formation de tels astres. L’existence des fontaines blanches est donc toujours une supposition depuis son introduction dans la communaut\u00e9 scientifique dans les ann\u00e9es 1960. Tout le contraire du trou noir, dont l’existence tend \u00e0 \u00eatre prouv\u00e9e par de nombreuses observations.<\/p>\n\n\n\n

Les trous de ver<\/h2>\n\n\n\n

Qu’obtient-on en combinant un trou noir et un trou blanc ? Et non, certainement pas un trou gris, mais un trou de ver. Cet objet est tout aussi hypoth\u00e9tique que la fontaine blanche. Il s’agirait d’un raccourci dans l’espace-temps permettant de voyager directement d’un point A \u00e0 un point B de l’Univers, quelque soit la distance s\u00e9parant ces deux points. Ce \u00ab\u00a0tunnel\u00a0\u00bb permettrait ainsi de se d\u00e9placer plus vite qu’en voyageant \u00e0 la vitesse de la lumi\u00e8re sur le chemin \u00ab\u00a0classique\u00a0\u00bb. Le concept a \u00e9t\u00e9 introduit en 1935 par Albert Einstein et le physicien isra\u00eblo-am\u00e9ricain Nathan Rosen.<\/p>\n\n\n

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Illustration d’un trou de ver\u00a0: l’horizon des \u00e9v\u00e9nements du trou noir d’entr\u00e9e est reli\u00e9 \u00e0 celui du trou blanc de sortie.<\/strong> Cr\u00e9dit\u00a0: Science et Vie<\/em><\/small><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Math\u00e9matiquement, il existe quatre types de trous de ver : <\/p>\n\n\n\n