Petite précision sur la création des trous noirs.

[daniel100]

Voila ce que je crois savoir :

Il faut une astre un peu plus gros que notre soleil au minimum.

Une fois que les réactions nucléaires s’atténuent par manque de « combustible », elle s’effondre sur elle-même et se transforme en trou noir.

Je souhaiterais avoir des précisions sur certains points :

- Une super nova se transforme-t-elle en trou noir ?
- Les étoiles à neutron sont-elles des trous noirs « ratés », si oui pourquoi ?
- Les « jets » de matière ou particules (à préciser) sont-elles exclusives aux trous noirs ? si oui, quel est l’origine de ce phénomène ?

PS : l’intérieur d’un trou noir n’est pas le sujet, bien que passionnant, mais on sait pas !

Merci,
-----

[Calvert]

Salut !

Il faut une astre un peu plus gros que notre soleil au minimum.

Il faut un astre qui possède, en fin de vie, un coeur un peu plus massif que le soleil (mal connu, environ 2 masses solaires). Du coup, l'étoile complète a une masse beaucoup plus grande. Au moins 25 fois la masse du Soleil, mais c'est très mal contraint.

Une super nova se transforme-t-elle en trou noir ?

Non, ça peut aussi mener à une étoile à neutron, ou à la disruption complète de l'étoile ("pair-instability supernova", par exemple).

Les étoiles à neutron sont-elles des trous noirs « ratés », si oui pourquoi ?

Elles proviennent des étoiles suffisamment massives pour faire une supernova, mais dont le coeur n'est pas assez massif pour former un trou noir.

Les « jets » de matière ou particules (à préciser) sont-elles exclusives aux trous noirs ? si oui, quel est l’origine de ce phénomène ?

Non. De manière générale en astrophysique, dès qu'on a des disques, on a souvent des jets (étoiles en formation, par exemple). Le phénomène n'est pas encore bien compris.

[daniel100]

Merci,;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;

[daniel100]

En navigant sur wikipédia à super nova, de proche en proche je suis « tombé » sur les pulsars.

Mais d’où vient cette énergie, c’est colossale, je ne pense pas que c’est nucléaire, mais alors quelle est la source…. ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jimmy Pistolero]

Bonsoir,

Pourquoi/comment sait-on qu' il faut un astre "un peu plus massif que le soleil" ?

[Gilgamesh]

En navigant sur wikipédia à super nova, de proche en proche je suis « tombé » sur les pulsars.

Mais d’où vient cette énergie, c’est colossale, je ne pense pas que c’est nucléaire, mais alors quelle est la source…. ?

L'énergie d'un pulsar a trois sources possibles :

- thermique, mais c'est pas grand chose (même si la température de surface peut dépasser 0,6 MK) ;

- énergie cinétique de rotation : c'est cette énergie qui va être doucement relarguée par l'émission d'onde basse fréquence, provoquant le ralentissement séculaire du pulsar ;

- gravitationnelle : elle est potentiellement considérable, mais ce n'est pas l'énergie de l'étoile à neutron elle même mais celle du système (environnement + étoile). La chute de gaz à la surface de l'étoile peut en faire une source X très brillante. Et ça va être également responsable de l'émission des jet polaire à l'origine du phénomène pulsar.

On peut ajouter à ça que le gaz acrété peut entrer en combustion (thermonucléaire), ce représente une source d'énergie supplémentaire.

[Gilgamesh]

Bonsoir,

Pourquoi/comment sait-on qu' il faut un astre "un peu plus massif que le soleil" ?

On connait encore mal l'équation d'état de la matière à très haute densité, mais avec ce dont on dispose et en faisant quelques hypothèses, on conceptualise ce qu'on appelle la limite d'Oppenheimer-Volkoff. C'est la masse limite d'un astre sphérique de densité de matière de l'ordre de celle du noyau atomique et qui ne dégage aucune énergie à même d'alimenter sa pression interne (matière nucléaire "froide" à l'échelle des niveaux d'énergie du noyau ce qui peut quand même représenter des millions de K). La valeur de cette masse limite est d'environ 1,5 à 3 masses solaires. Il faut donc que le résidu dépasse cette masse pour s'effondrer en trou noir.

[Jimmy Pistolero]

D' accord, merci

[Jimmy Pistolero]

Bonjour,

Sait-on si -et pourquoi l' un ou l' autre- le soleil "finira" en supernova ou en étoile à neutron ?

[Gilgamesh]

Bonjour,

Sait-on si -et pourquoi l' un ou l' autre- le soleil "finira" en supernova ou en étoile à neutron ?

Ni l'un, ni l'autre. Sachant en plus que tous les scénario de formation d'une étoile à neutrons impliquent une supernova gravitationnelle.

La combustion de l'hydrogène accumule de l'hélium au centre du Soleil. La température de ce cœur d'He ne cesse de croître, et dépassé un certain seuil, il devrait combuster d'un coup, formant un cœur de carbone C et celui ci par absorption d'un noyau d'He devrait former de l'oxygène O. Au niveau de la nucléosynthèse, ça s'arrêtera là car la masse du Soleil n'est pas suffisante pour produire une température centrale à même de faire fusionner C et O. Ce cœur CO devrait se déshabiller de son enveloppe, ce qu'on appelle un nébuleuse planétaire, et former lui même qu'on nomme une naine blanche.

[Jimmy Pistolero]

Il y a donc des masses spécifiques nécessaires à la formation d' une supernova "simple", d' une supernova gravitationnelle (masse limite Chandrasekhar ) et d' un trou noir ?

[Gilgamesh]

Oui, mais comme dit les limites sont mal contraintes.

Dans le diagramme ci dessous, on peut estimer la masse initiale minimale (celle de la protoétoile) pour former :

une nébuleuse planétaire : plus de 0,5 masse solaire,
une supernova gravitationnelle : plus de 8 masses solaires,
un trou noir : plus de 25 masses solaires.

Pour les supernovas thermonucléaires (combustion brutale d'une naine blanche après dépassement de la limite de Chandrasekhar), il faut la présence d'un compagnon en orbite serrée pour transférer de la matière, et ça ne laisse pas de rémanent.

Il n'y a pas de surpenova "simple". C'est soit gravitationnel, soit thermonucléaire. Dans les deux cas il y a dépassement de la limite de Chandrasekhar : celle du cœur de fer pour les gravitationnelle, celle de la naine blanche CO pour les thermonucléaires. On peut rajouter à ça les SN par production de paires (pair-instability supernova) mentionnées par Calvert, qu'on peut ranger dans la catégorie des SN gravitationnelles.

[Jimmy Pistolero]

Merci pour ces précisions

Question de néophyte probablement mais, comment a-t-on "mesuré" la masse de la protoétoile du Soleil ?

et accessoirement, d' où provient ce diagramme ?

Merci

[daniel100]

Je me trompe ou tout les éléments du tableau de Mendeleïev proviennent des explosions de supers novas ?

Petites autres questions pour confirmation, après le bigbang, je crois qu’il n’y avait que de l’hydrogène et de l’oxygène (à confirmer), mais toutes les poussières qui ont constituées les astres et les planètes, elles sont constituées de quelle matière ? de quels atomes ? je suis confus sur ces points !

Merci,

[Gilgamesh]

Question de néophyte probablement mais, comment a-t-on "mesuré" la masse de la protoétoile du Soleil ?

On ne la mesure pas, on la déduit. L'observation et l'implémentation des modèles, montre que les étoiles de masse solaire connaissent des pertes de masse faibles sur leur séquence principale. Donc à quelques dix-millièmes près, il a la masse qu'il avait à sa naissance.

et accessoirement, d' où provient ce diagramme ?

Je ne connais pas le ou les auteur(s), mais c'est une synthèse très classique de résultats bien établis de l'astrophysique stellaire.

[Gilgamesh]

Je me trompe ou tout les éléments du tableau de Mendeleïev proviennent des explosions de supers novas ?

Au stade dit post-AGN et nébuleuses planétaire, les étoiles de masse solaire dispersent un peu de noyaux néoformés (C, O) mais sinon, oui l'essentiel provient des supernovas.

Petites autres questions pour confirmation, après le bigbang, je crois qu’il n’y avait que de l’hydrogène et de l’oxygène (à confirmer), mais toutes les poussières qui ont constituées les astres et les planètes, elles sont constituées de quelle matière ? de quels atomes ? je suis confus sur ces points !

De l'hydrogène et de l'hélium, plus une poignée de noyaux légers (deutérium, hélium-3, lithium...)

[Jimmy Pistolero]

D' accord, merci pour toutes ces explications

[daniel100]

Gilgamesh, on t’a beaucoup mis à contribution, merci pour le temps passé (ainsi que d’autres) pour les ignorants dont je fais partis.

Je vais bientôt enfin pouvoir me la « pété » en famille .

[curieuxdetempsaautre]

un trou noir se forme a base de une étoile qui s'effondre ou explose, mais elle perd tout sa masse lors de l'explosion et je me demande d'ou vien cette force gravitationnelle d'un trou noir puis que il ya plus de masse disponible lors de l'explosion? l'explication d'une force gravitationnelle 'congelé' ne me conviens pas trop. ou bien s'une déchirure espace - temps qui est caractérisée par un puit gravitationnel? ou une caractéristique a part d'un trou dans le tissue espace temps? ou l'espace temps est tellement compresse par cette gravitation solaire - enchevetre - et que il mets du temps de revenir au point zéro? je besoin des éclaircissements et merci

[Gilgamesh]

un trou noir se forme a base de une étoile qui s'effondre ou explose, mais elle perd tout sa masse lors de l'explosion et je me demande d'ou vien cette force gravitationnelle d'un trou noir puis que il ya plus de masse disponible lors de l'explosion? l'explication d'une force gravitationnelle 'congelé' ne me conviens pas trop. ou bien s'une déchirure espace - temps qui est caractérisée par un puit gravitationnel? ou une caractéristique a part d'un trou dans le tissue espace temps? ou l'espace temps est tellement compresse par cette gravitation solaire - enchevetre - et que il mets du temps de revenir au point zéro? je besoin des éclaircissements et merci

L'étoile ne perd pas toute sa masse. Elle se compartimente en deux parties : le cœur, qui s'effondre pour former le résidu compact (étoile à neutrons ou trou noir, selon sa masse) et l'enveloppe, qui est expulsée. Du moins, si l'explosion réussit, cad si l'onde de choc qui naît de l'effondrement de l'enveloppe sur le cœur effondré parvient jusqu'à la surface. Si ça rate, c'est tout l'ensemble qui va former un trou noir.

[MisterH]

Bonjour. Je me pose la question suivante: Hawkins nous dit qu'un trou noir s'évapore lentement, donc perd de l'énergie, donc de la masse. Si vers la fin de son évaporation il devient beaucoup moins massif et sa force de gravité moins grande, peut-il passer par une période d'inflation et peut-être jusqu'au moment ou la matière restante se disperse. Pour illustrer très ludiquement mon exemple: un ballon gonflé , réfrigérer rapidement qui se contracte et ensuite on le réchauffe lentement jusqu'à ce qu'il explose. Si c'est possible, l'univers a-t'il pu être un colossal trou noir qui c'est détendu rapidement en se réchauffant?

Merci!

[Gilgamesh]

peut-il passer par une période d'inflation et peut-être jusqu'au moment ou la matière restante se disperse. Pour illustrer très ludiquement mon exemple: un ballon gonflé , réfrigérer rapidement qui se contracte et ensuite on le réchauffe lentement jusqu'à ce qu'il explose. Si c'est possible, l'univers a-t'il pu être un colossal trou noir qui c'est détendu rapidement en se réchauffant?

Non, ce qu'il faut comprendre c'est que le trou noir c'est pas une masse très forte, engendrant un force dirigée vers l'intérieur, qui s'opposerait à une pression très forte, mais un peu moins, dirigée vers l'extérieur. En relativité générale tous les termes du tenseur impulsion-énergie, la masse et la pression, contribuent au même titre à la courbure. C'est pas très intuitif, mais une pression qui tend vers l'infini engendre une courbure qui tend vers l'infini et c'est ce qui précisément fait du trou noir une structure stable dans ce cadre.

[Pio2001]

Je me trompe ou tout les éléments du tableau de Mendeleïev proviennent des explosions de supers novas ?

Petites autres questions pour confirmation, après le bigbang, je crois qu’il n’y avait que de l’hydrogène et de l’oxygène (à confirmer), mais toutes les poussières qui ont constituées les astres et les planètes, elles sont constituées de quelle matière ? de quels atomes ? je suis confus sur ces points !

Merci,

Bonjour,
Avant les premières étoiles, il n'y avait que de l'hydrogène et de l'hélium dans l'univers. Les étoiles de première génération ne contenaient que ces deux éléments à leur naissance. Au cours de leur vie, elles ont synthétisé les éléments suivants jusqu'au fer.
Lors de supernova peuvent se créer les éléments qui se trouvent après le fer dans le tableau des éléments chimiques. L'explosion disperse ces éléments dans l'espace.

Les étoiles de seconde génération contiennent un peu de ces éléments dès leur naissance.

[curieuxdetempsaautre]

je lue quelque part que des trous noirs primordiaux pouvait se former a base d'effondrement des nuages stellaires, cette liee a des conditions différentes,a cause de la température de l'univers plus élevé? ya t'il des observations similaires de nos jours? Merci

[Deedee81]

Salut,

je lue quelque part que des trous noirs primordiaux pouvait se former a base d'effondrement des nuages stellaires, cette liee a des conditions différentes,a cause de la température de l'univers plus élevé? ya t'il des observations similaires de nos jours? Merci

Ce n'est qu'une hypothèse. Cela dépend fort des fluctuations primordiales (il faut une concentration suffisante pour que ça s'effondre pour former un trou noir).

Et non, aucune observation n'a jusqu'ici permit de conforter l'idée qu'il existerait des trous noirs primordiaux. Il semble que les trous noirs actuels se soient tous formés par explosion de super novae. Les trous noirs super massifs, eux, semblent dater de l'époque de formation des premières grandes structures et des premières étoiles (pour des raisons liées à leurs conditions de formations ces étoiles devaient être colossales donc vivre très peu de temps et finir en grosse explosion et formation d'un trou noir assez conséquent) puis ils ont rapidement grossi (univers plus petit, ils étaient proches, avec beaucoup de gaz => beaucoup à manger et beaucoup de fusions de trous noirs. D'ailleurs les quasars sont essentiellement les galaxies actuelles à l'époque où le trou noir central dévorait tout ce qui était à sa portée).

On a pensé à une époque que certains sursauts gammas étaient peut-être la fin d'évaporation de mini trous noirs primordiaux. Mais, au moins à ce que je sais, il n'y a plus grand mystère à l'origine des différents sortes de sursauts (ceux dit longs et ceux dit courts) et donc apparemment pas de TN primordiaux.

[choom]

Gilgamesh, on t’a beaucoup mis à contribution, merci pour le temps passé (ainsi que d’autres) pour les ignorants dont je fais partis.
.

Juste ce mot d'un ignorant pour appuyer ce remerciement. C'est vraiment un luxe inouï de pouvoir s'instruire de cette manière
grâce à ceux qui comme dans ce fil acceptent de prendre du temps pour rendre accessibles des connaissances qui autrement demanderaient des jours de recherches ou des années d'études pour tenter de distinguer le vrai du faux. BREF, ENCORE MERCI !