Les trous noirs sont les forces les plus puissantes dans notre Univers, créant un champ gravitationnel si intense que même la lumière ne peut s'en échapper. Un trou noir de masse stellaire se forme lorsqu'une très grosse étoile s'effondre sur elle-même à la fin de sa vie. Il peut alors continuer à grandir en engloutissant d'autres étoiles ou fusionner avec d'autres trous noirs, ce qui crée parfois ces trous noirs super massifs qui occupent le centre des galaxies. Mais NGC 1277 remet en question cette théorie par sa taille disproportionnée par rapport à sa galaxie hôte.
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Le monstre "NGC 1277" est situé à 220 millions d'années-lumière de nous, dans une galaxie dix fois plus petite que notre Voie Lactée.

galaxies.jpg Galaxie NGC 4261, vu par le télescope spatial Hubble, ressemble à un disque d'accréditation entourant un trou noir hyper massif (© Digital Vision LTD)

Les observations concernent deux types de trous noirs : ceux ayant la masse d'une étoile typique (4 à 15 masses solaires) Ceux ayant la masse d'une galaxie typique (les trous noirs super massif). Les indices ne sont pas non plus des observations directes
au sens strict du terme, mais découlent du comportement des étoiles et d'autres
objets existants à proximité du trou noir soupçonné. Les trous noirs primordiaux auraient peut-être été créés juste après le Big Bang. L'hypothèse aurait de quoi expliquer une partie de la masse manquante de l'univers, attribuée à la mystérieuse matière noire. Mais cinquante ans après cette idée, personne ne les a vus. Selon certains chercheurs, ce sont eux que Ligo aurait détectés grâce aux ondes gravitationnelles. Une révolution en cosmologie ?
 

 Le plus gros trou noir jamais observé. Des astronomes pensent avoir découvert un trou noir doté d'une masse équivalent à 17 milliards de fois celle de notre Soleil, tapi au coeur d'une lointaine galaxie. Ce trou noir est si gigantesque qu'il représente 14% de la masse totale de sa galaxie, contre seulement 0,1% habituellement. Une proportion tellement élevée qu'elle pourrait contraindre les spécialistes à réviser leurs théories sur la formation des galaxies, estiment-ils. Il existerait également des trous noirs, d'une masse d'environ un milliard de tonnes et de la taille d'un atome, qui se seraient formés lors du big bang. Certains affirment même que ce serait l'un d'eux qui, en traversant la Terre de part en part aurait causé la catastrophe de Tunguska en 1908. Mais leur existence n'a jamais été démontrée.
Pour définir un trou noir, il faut savoir que ceux-ci sont des astres extrêmement denses et qui ont une vitesse de libération supérieure à celle de la lumière. Or, on ne peut pas aller plus vite que la lumière. Ainsi, même à la vitesse de la lumière, on ne peut pas sortir de l'attraction d'un trou noir. La vitesse de libération est la vitesse que doit atteindre un objet pour être libéré de l'attraction d'un autre astre. Par exemple, la vitesse de libération sur Terre est de 11,2 km/s.
La forme d'un trou noir n'est pas comme l'indique son nom en forme de trou. C'est plutôt dans un point de vue à trois dimensions une sphère. Cette sphère est délimitée par l'horizon des évènements qui est la limite à partir de laquelle on ne peut plus échapper à la force d'attraction. La matière, avant d'être définitivement happée par le trou noir, tourne dans un anneau appelé disque d'accrétion et où la matière y est chauffée à des températures extrêmes. Ce disque d'accrétion est détectable dans les rayonnements X.
Le point où la masse du trou noir est concentrée est appelé singularité gravitationnelle. Image de Science et vie junior (modifiée par moi)
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trou noir.jpgLe satellite  Uhuru, lancé en 1970.,découvre une intense source de radiations provenant de la constellation du Cygne. L'étoile HDE 226 868 semble avoir un compagnon invisible qui s'avèrera être le tout premier trou noir jamais observé. Lors de la mort d'une toile, trois scénarios sont envisageables.

Une étoile de dimensions comparables à celles de notre Soleil enfle en se transformant en géante rouge avant de se rétracter en une naine blanche. Une étoile d'une masse supérieure à six fois celle du Soleil devient une supernova. En explosant, elle éjecte environ 90 % de sa masse dans l'espace. La matière qui reste au centre, ne subissant plus aucune force de pression pour contrebalancer la force de gravité s'effondre sur elle-même. Si cette étoile résiduelle a une masse inférieure à trois masses solaires, elle devient une étoile à neutrons. Dans le cas contraire, elle donne naissance à un trou noir

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Un exemple récent de trou noir en pleine activité, l’image la plus détaillée des jets de particules éjectés d’un trou noir glouton.


Au centre d’une galaxie naine, à 3,8 milliards d’années-lumière. Le flash étrange, surnommé Sw 1644+57, est l’un des plus longs et plus brillant sursauts de rayons gamma jamais vu. En lumière visible et dans les longueurs d’onde de l’infrarouges, la rafale est aussi brillante qu’une centaine de milliards de soleils.

Les sursauts de rayons gamma sont produits par quelques-uns des objets les plus énergétiques de l’Univers, comme les étoiles qui explosent en supernovae. Le télescope spatial Swift de la NASA, est conçu pour capturer ces évènements rares, tels qu’ils se déroulent, avec le matériel et les logiciels qui permettent de détecter les pics soudains de puissants photons et de réagir, en pointant ces instruments vers la source principale.
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Nous pensons que cet évènement explosif a été causé par un trou noir super massif de dix millions de fois la masse du soleil, qui dévore une
étoile qui se serait approchée trop près de son attraction gravitationnelle", a déclaré le responsable de l’étude Joshua Bloom, un astronome de l’Université de Californie, Berkeley. «La masse de l’étoile est tombée dans le trou noir, mais le long du chemin, elle chauffe et produit une explosion d’énergie sous la forme d’un jet puissant de rayonnement, que nous avons été en mesure de détecter grâce aux observatoires spatiaux.

trou noir.jpgUn autre exemple récent de trou noir en pleine activité, l’image la plus détaillée des jets de particules éjectés d’un trou noir glouton.

La mort de l’étoile a causé un flamboiement hors du commun. Le Satellite Swift de la NASA a d’abord détecté l’explosion le 28 mars 2011 et les deux télescopes spatiaux Hubble et le satellite Chandra, ont suivi la progression de l’évènement.

Celui-ci a été initialement pris pour des sursauts de rayons gamma ordinaires. À des milliards d’années-lumière d’ici, ces évènements sont observés tous les quelques jours à travers l’univers et ils sont censés se produire lorsqu’une grande étoile explose ou quand deux étoiles géantes entrent en collision. La plupart de ces sursauts de rayons gamma sont détectés rapidement et disparaissent dans le courant de la journée. Mais maintenant, après deux mois et demi, ce nouveau sursaut de rayons gamma est encore puissant.

pulsar.jpgLe pulsar de la nébuleuse du crabe, une étoile à neutrons en rotation rapide, qui expulse un jet d'électrons de
matière et de
positons (électrons chargés positivement) d'antimatière. vu ici par les données des télescopes hubble et chandra Cette nébuleuse contient en son centre un pulsar, le pulsar du Crabe
(ou PSR B0531+21) qui tourne sur lui-même environ trente fois par seconde. Il s'agit du pulsar le plus énergétique connu, rayonnant environ 200 000 fois plus d'énergie que le Soleil, dans une gamme de
fréquence extrêmement vaste, s'étalant de 10 mégahertz à plus de 30 GeV, soit près de 18 ordres de grandeurs. Le pulsar joue un rôle important dans la structure de la nébuleuse, étant entre autres responsable de son éclairement central.
Les pulsars sont à l'origine de fortes radiations électromagnétiques, paraissant émises plusieurs fois par seconde en de brèves et très régulières impulsions.
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L'étoile qui a explosé en supernova et donné naissance à la nébuleuse est appelée l'étoile progénitrice. Deux types d'étoiles explosent sous forme de supernovas : les naines blanches (qui donnent des supernova de type « Ia ») et les étoiles massives (qui donnent des supernova de type « Ib », « Ic » et « II »). Dans ce dernier cas, le cœur de l'étoile s'effondre sur lui-même et se fige en un cœur de fer.  L'explosion est produite par l'atmosphère s'effondrant et qui rebondit sur ce cœur. Elle laisse derrière elle un objet compact qui est parfois un pulsar.  La présence d'un tel pulsar au sein de la nébuleuse du Crabe signifie qu'elle s'est formée à partir d'une étoile massive. En effet, les supernovas de type « Ia » ne produisent pas de pulsars.
Les modèles théoriques d'explosion de supernova suggèrent que l'étoile à l'origine de la nébuleuse du Crabe avait une masse comprise entre huit et douze masses solaires. Les étoiles de masse inférieure à huit masses solaires seraient trop légères pour engendrer des explosions de supernova et produisent des nébuleuses planétaires. Les étoiles de masse supérieure à douze masses solaires produisent des nébuleuses présentant une composition chimique différente de celle observée au sein de la nébuleuse du Crabe.

A droite autre vu de la nébuleuse du crabe sans son pulsar qui n'est pas visible sur cette photo car les fréquences utilisées ne sont pas les mêmes que photo du dessus.
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NGC 6302, ou nébuleuse du   papillon a une envergure de 3 années-lumière, avec une température de surface estimée à 250 000 ° C,  une masse de 0,64 fois la masse du soleil. L'étoile centrale de cette nébuleuse planétaire un peu spéciale est devenue exceptionnellement chaude, ce qui la fait briller fortement en ultraviolet, bien qu'elle soit masquée à la vue par un dense tore de poussière. L'image ci-dessus, réalisée par le télescope spatial Hubble en 2009 est un spectaculaire gros plan détaillé de la nébuleuse où agonise une étoile. Traversant une brillante cavité de gaz ionisé, le tore de poussière entourant l'étoile centrale est visible quasiment par la tranche près du centre de cette image. De l'hydrogène moléculaire a été détecté dans l'enveloppe de poussière de cette brûlante étoile. NGC 6302 se trouve à quelque 4000 années-lumière de nous.
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La masse originelle de son étoile était bien plus importante, mais la plus grande partie fut éjectée au cours de l'évènement qui généra la nébuleuse planétaire. La luminosité et la température de l'étoile indiquent qu'elle a cessé toute activité nucléaire et qu'elle est en voie de devenir une naine blanche, se refroidissant à un taux estimé de 1 % par an.

Questions - réponses

Trous noirs univers, oocbo  -                                   - images de plusieurs sites et texte pris et modifiés de plusieurs sites surtout Wikipédia...