Capsule astronomique No 7

Les trous noirs

Qu’est-ce qu’un «Trou noir»?

Au départ, il est un peu présomptueux de vouloir définir un trou noir puisque un tel astre est noir et donc invisible (comme on le sait, on ne peut normalement connaître les astres que par la lumière ou les ondes qu’ils émettent).

Pour les débusquer, les astronomes rusent donc en observant non pas l’objet lui-même mais son environnement malmené par la formidable force gravitationnelle du trou noir. Ils arrivent donc ainsi à définir les trous noirs comme étant «des cadavres d'étoiles massives dont la matière est si compacte qu'ils ne permettent à rien, même pas à la lumière, de s'en échapper».

Ce qu’on peut donc observer ce sont des étoiles qui disparaissent en se faisant engloutir comme le bout de bois qui tourbillonne un moment autour du remous d’une rivière avant d’y disparaître.

Les trous noirs sont extrêmement voraces et «avalent» tout ce qui passe à proximité. Le gaz des étoiles déchiquetées par un trou noir s'échauffe et rayonne de tous ses feux avant de disparaître à tout jamais dans le gouffre du trou noir. Cette brillance équivaut à celle de cent mille milliards de soleils. La lumière vient des confins de l'univers et, malgré son éloignement, brille autant qu'une étoile, d'où son nom de quasar (quasi-star).

La première variété de trous noirs consiste en des cadavres d’étoiles géantes dix fois plus massives que notre Soleil. Pendant toute la durée de sa vie une telle étoile maintient l’équilibre entre la force répulsive qu’exercent les réactions thermonucléaires en son sein et la formidable force de gravité qui tente de la faire s’effondrer sur elle-même. Lorsqu’une telle étoile a consommé tout son combustible, il se produit une formidable explosion. On dit alors de l’étoile qu’elle est une «supernova» projetant dans l’espace ses couches superficielles. Elle finit par s’effondrer sur elle-même sous l’action de sa propre gravité et devient tellement compacte que même la lumière ne peut plus en sortir : elle est devenue un «trou noir».

Pour finir leur vie en trous noirs, les étoiles doivent avoir la masse d’une dizaine de soleils ou plus. Notre propre galaxie, la Voie lactée, en contiendrait quelques millions. Si jamais vous entreprenez un voyage dans la galaxie, tenez-vous loin de ces monstres : ils vous étireraient comme des spaghettis et vous ne pourriez même pas appeler votre mère au secours car aucun son ne sortirait de votre bouche.

On dit aussi que le centre de notre galaxie, où sont concentrés en un immense bulbe des millions (voir même des milliards) de soleils, contiendrait un formidable trou noir très discret et repu de la multitude d’étoiles qu’il aurait avalées. Notre Soleil n’est pas menacé par ce monstre car il évolue dans la banlieue de la Voie lactée, à quelque vingt-sept mille années-lumière du bulbe.

N.B. Ne pas confondre «Trous noirs» et «Matière noire». Il s’agit, dans ce dernier cas, d’une matière tout aussi invisible que les trous noirs et dont on devine la présence par son effet sur son environnement comme c’est le cas pour les trous noirs. J’en parlerai dans une prochaine capsule.

Trou noir – vue d’artiste