Sciences et Avenir
Parfois vifs comme l’éclair et tourbillonnants sur eux-mêmes, ces monstrueux « astrophages » déchirent les étoiles avant de les engloutir.
Illustration d’artiste de l’explosion du trou noir supermassif de la Voie Lactée, il y a deux millions d’années. NASA/Dana Berry/SkyWorks Digital
Certains trous noirs font des excès de vitesse ! En l’occurrence, ceux qui logent au centre des galaxies, qualifiés de supermassifs. Dernier contrevenant, celui de la galaxie spirale NGC 1365, à 56 millions d’années-lumière de la Terre. Ce monstre, dont la masse équivaut à 2 millions de Soleil, tourne sur lui-même à une vitesse proche de celle de la lumière, a révélé Nature le 28 février dernier.«On le soupçonnait depuis longtemps : nombre de ces trous noirs supermassifs, dont celui qui occupe le centre de notre Voie lactée, tournent à des vitesses proches de la limite critique de la lumière », note Jean-Pierre Luminet, astrophysicien à l’observatoire de Paris-Meudon. Mais c’est la première fois, grâce aux satellites américain Nustar et européen XMM-Newton, que cette célérité est déterminée avec précision.
À la manière d’une balançoire
La mesure de la vitesse de rotation projette une nouvelle fois les trous noirs sur le devant de la scène astrophysique. Un trou noir, c’est une masse concentrée à l’extrême en phase d’implosion, à tel point qu’elle forme une sorte de puits gravitationnel. Rien de ce qui y tombe n’a la plus petite chance d’en sortir. La lumière elle-même est piégée dès qu’elle franchit les bords de la margelle, ce que l’on nomme l’horizon des événements car, une fois dépassé, plus aucune information n’en ressort. Au fur et à mesure que la matière – étoiles, nuages de gaz – s’approche de cette limite, elle tourbillonne de plus en plus vite. Ce faisant, elle est chauffée à blanc et émet de puissants rayons X. Dans le cas des trous noirs en rotation, le mouvement entraîne l’espace-temps – la trame qui compose l’Univers. Plus les trous noirs virevoltent rapidement, plus ils déforment cette trame, plus la matière peut s’en approcher. Et plus les rayons X sont tordus, trahissant par là ce qui se manigance.
DESTIN COMMUN. Mais les trous noirs supermassifs n’intriguent pas seulement à cause de leur vitesse de rotation. Ils semblent en effet occuper le cœur de toutes les galaxies. Trou noir et galaxie auraient-ils une origine et un destin communs ? La masse de l’un étant proportionnelle à la taille du bulbe (le renflement central) de l’autre, cela semble probable. Mais ce n’est pas tout : trous noirs et galaxies grossissent ensemble. Ces dernières, la chose est admise, grandissent en fusionnant avec d’autres. A cette occasion, certains trous noirs peuvent également s’unir. En outre, les collisions de galaxies créent des remous parmi les nuages de gaz et les étoiles, ce qui en fait « tomber » quelques-uns dans le trou noir. Pour reprendre le cas de NGC 1365, sa vitesse élevée montre que la croissance du trou noir a été régulière – des à-coups l’auraient freinée. Comme si chaque ajout de masse lui avait donné un même élan, à la manière d’une poussée régulière sur une balançoire.
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