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Un trou noir gigantesque?



  1. #1
    martini_bird

    Un trou noir gigantesque?


    ------

    Bonjour à tous,

    je vient de lire cet article du Monde:

    Citation Envoyé par Le Monde
    La NASA détecte la plus puissante explosion jamais observée dans l'espace

    A 12 h 15 par e-mail, découvrez toute l'actualité économique et financière. Abonnez-vous au Monde.fr
    Selon les estimations de l'équipe d'astronomes de la NASA qui a fait cette découverte, des éruptions de gaz, sorties d'un gigantesque trou noir, qui durent depuis cent millions d'années, ont été observées à une distance de 2,6 milliards d'années-lumière par le téléscope orbital Chandra X-Ray Observatory.

    Des astronomes ont détecté une explosion d'une puissance jamais observée dans l'espace, ayant résulté de l'absorption de l'équivalent de 300 millions de fois notre Soleil par un gigantesque trou noir, sorte de siphon cosmique, selon un communiqué de la NASA, l'agence spatiale américaine, publié mercredi 5 janvier.

    Ce trou noir continue à renvoyer, en digérant cette gigantesque masse de matière, d'énormes quantités de gaz sous pression d'une masse égale à mille milliards de soleils et qui forme deux bulles géantes au centre d'un groupe de galaxies appelé MS 0735, a précisé la NASA.

    "300 MILLIONS DE SOLEILS" ABSORBÉS PAR UN TROU NOIR

    Ces éruptions de gaz du trou noir qui durent depuis cent millions d'années, selon les estimations de l'équipe d'astronomes qui a fait cette découverte, ont été observées à une distance de 2,6 milliards d'années-lumière par le téléscope orbital Chandra X-ray Observatory et l'Observatoire national d'astronomie par radio (National Radio Astronomy Observatory).

    Comparé aux autres galaxies connues qui se situent à 12 milliards d'années-lumière - une année-lumière correspond à la distance parcourue par la lumière pendant un an à savoir 10 000 milliards de kilomètres - ce trou noir est relativement récent, selon ces scientifiques.

    La taille imposante de ces deux bulles ou cavités cosmiques indique que ce trou noir a avalé une quantité phénoménale de matière en très peu de temps, a expliqué Brian McNamara, un astrophysicien de l'université d'Ohio en Pennsylvanie qui a dirigé cette recherche.

    "J'ai été totalement surpris de constater qu'une masse de 300 millions de soleils puisse être absorbée ainsi", a déclaré ce scientifique dans le même communiqué.

    "Nous n'avions aucune idée jusqu'à présent que le trou noir au centre du groupe de galaxies MS O735 émettait de telles quantités de gaz avec une aussi grande force", a souligné Michael Wise, un chercheur du Massachusetts Institute of Technology, le numéro deux de l'équipe de recherche.

    Il a souligné que la découverte de ce phénomène a montré l'importance des téléscopes à rayon X pour détecter les événements les plus violents dans l'univers.

    Avec AFP
    LEMONDE.FR | 06.01.05 | 10h20
    Comme je sais qu'il y a quelques spécialistes, j'aurais voulu en savoir un peu plus et notamment sur les chiffres annoncées. En particulier, je ne comprends pas pourquoi Ce trou noir continue à renvoyer [...] d'énormes quantités de gaz sous pression d'une masse égale à mille milliards de soleils .

    Merci d'avance pour vos lumières.

    -----

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  3. #2
    megami

    Re : Un trou noir gigantesque?

    J'ai vu ça également sur Yahoo Actualités.
    Au début je me suis dit que c'était n'importe quoi parce que je croyais qu'un trou noir ne pouvait rien recracher du tout. Mais finalement, je me suis dit que les gens de la NASA (et autres) devaient mieux savoir que moi...

  4. #3
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Un trou noir gigantesque?

    Ce qu'a pointé Chandra, c'est un noyau actif de galaxie, semblable à des milliers d'autres. Ça n'a vraiment rien de révolutionnaire, en soi. C'est peut être simplement (et encore je suis loin d'en être convaincu) le plus "vorace" qu'on ait trouvé. Ce qui est relativement surpenant c'est le mode de détection (en X et non en radio).

    Donc, vous avez un trou noir de masse galactique, c'est à dire d'une masse comprise entre qq millions et qq milliards de masses solaires, ce qui veut dire que ça fait qq centaine de millions d'années qu'il se goinfre d'au moins une masse solaire par an.

    Le diamètre typique du TN proprement dit est de 12 UA pour une masse de 300 millions de masses solaires. C'est à dire qu'il a en gros la taille du système solaire.

    Lorsque qu'une étoile s'approche du machin, il est possible que des effet de marée (écart variable entre l'attraction sur sa face avant et sa face arrière, ce qui engendre des frottements internes) lui fassent perdre de l'énergie, prise sur son énergie orbitale. Ce qui la place dans une spirale convergente. Quand les force de marée dépassent une certain seuil du gaz est arraché et se place en orbite autours du TN. C'est ce qu'on appelle le disque d'accrétion. Le gaz en se rapprochant tourne de plus en plus vite (loi de Kepler) ce qui engendre des frottement interne au disque d'où un chauffage qui peut atteindre de million de kelvins.

    A de telle température le gaz est totalement ionisé et forme un plasma conducteur. Pour peu qu'il soit un peu magnétisé au départ, et il l'est certainement, les lignes de champs magnétique sont "gelées" dedans, c'est à dire qu'elle tourne avec lui. Comme la rotation du disque est plus importante sur le bord intérieur que sur le bord extérieur, les lignes de champs vont s'enrouler comme un élastique sur un moyeu de bicyclette. Il en résulte une tension magnétique qui fait "sortir" les lignes du disque. Le plasma "glissent" sur les ligne de champs comme des bille dans un tuyau et monte au dessus et au dessous du plan du disque tout en tournoyant (car les lignes continues d'être tordue par la rotation différentielle et forme une hélice au dessus du disque). In fine, on observe de très loin un jet de particule (électron et ion) projetté au pôle du TN à des vitesse relativiste. Ce processus continué pendant toute la vie active du TN engendre des lobes d'électron et d'ion de taille galactique de part et d'autre du TN, à des millions d'année lumière du plan du disque. Comme il s'agit de particules chargées et accélérée elles émettent moult onde radio repérable de très loin (la radio source la plus active du ciel est constitué par un de ces lobes galactique).

    Normalement ces lobes sont donc observé par des radio telescope. Mais ici, et tel est la raison profonde de publier, c'est grace à l'usage de Chandra, satellite d'observation des rayon X, qu'on a levé le lièvre.

    je traduit le là :
    http://www.nasa.gov/lb/home/hqnews/2...4_chandra.html
    « La croissance rapide des trous noirs super massifs est habituellement détectée en observant le rayonnement très lumineux des centres des galaxies dans l'optique et les longueur d'onde X, ou par des jets radio très brillants. Dans MS 0735 aucun rayonnement central lumineux n'a été trouvé, et les jets radio sont faibles. La véritable nature MS 0735 n'a pu être découverte que par des observations en rayon X des lobes gazeux chauds».


    En gros ça veut dire que l'argent des contribuables n'a pas été dépensé en vain à envoyer un téléscope dans l'espace, puisque l'objet n'était pas observable par les radio-telescope terrestre, alors que ce type d'objet l'est d'habitude.

    =a+=

  5. #4
    meteor31

    Re : Un trou noir gigantesque?

    Citation Envoyé par Gilgamesh
    Le diamètre typique du TN proprement dit est de 12 UA pour une masse de 300 millions de masses solaires. C'est à dire qu'il a en gros la taille du système solaire.
    =
    T'es sûr de tes chiffres!
    un trou noir d'un diamètre de 12 UA c'est complètement impossible.
    S'il n'avait que la densité du soleil il contiendrait environ 3 milliards de masses solaires.(rapport entre 12UA et le diamètre solaire qui est de 1 million de km)
    Donc s'il n'en contient que 300 millions il est plutot vaporeux ton TN.
    Ou alors c'est moi qui déconne.Ou alors ce n'est pas le diamètre du TN mais d'autre chose.

    à plus

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    meteor31

    Re : Un trou noir gigantesque?

    Je reformule différemment:
    Es-tu sûr de tes chiffres?
    Un TN qui aurait un diamètre de 12 UA (soit 12*149 millions de km) contiendrait (12*149)au cube ,de soleils .Soit environ 3 milliards de masses solaires,alors qu'on dit 300 millions.
    Ce serait un TN bizarroïde.
    Ou alors ce TN est bp bp plus massique que cela,presque infiniment en fait(car n'aurait-il pas les dimensions de l'univers avant big bang?).
    Et il a absorbé une petite bouchée ,pour lui,de 300 millions de masses solaires.
    C'est pas clair.

    à plus

  8. #6
    Thioclou

    Re : Un trou noir gigantesque?

    Bonjour,
    Citation Envoyé par meteor31
    Je reformule différemment:
    Es-tu sûr de tes chiffres?
    Un TN qui aurait un diamètre de 12 UA (soit 12*149 millions de km) contiendrait (12*149)au cube ,de soleils .Soit environ 3 milliards de masses solaires,alors qu'on dit 300 millions.
    Ce serait un TN bizarroïde.
    Ou alors ce TN est bp bp plus massique que cela,presque infiniment en fait(car n'aurait-il pas les dimensions de l'univers avant big bang?).
    Et il a absorbé une petite bouchée ,pour lui,de 300 millions de masses solaires.
    C'est pas clair.

    à plus
    Dans son livre "Les trous noirs" - chapitre "Le trou noir Univers" -, l'astrophysicien Jean-Pierre Luminet dit que penser que l'Univers est le plus grand trou noir possible n'est pas une folle conception.

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  10. #7
    meteor31

    Re : Un trou noir gigantesque?

    Citation Envoyé par Thioclou
    Bonjour,

    Dans son livre "Les trous noirs" - chapitre "Le trou noir Univers" -, l'astrophysicien Jean-Pierre Luminet dit que penser que l'Univers est le plus grand trou noir possible n'est pas une folle conception.
    bonjour Thioclou

    cela devient compliqué (devient? ah bon?)
    Il y aurait donc des TN dans le grand TN?

    de toute façon cela me dépasse plus que le Soleil dépasse un électron.

    à plus

  11. #8
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Un trou noir gigantesque?

    Bon réflexe, Méteor et incidemment tu viens de poser le doigt sur un aspect amusant des trous noirs.

    Le rayon du l'horizon est donné par 2GM/c². Comme tu vois, c'est simplement proportionnel à la masse.

    Le volume "sous horizon" V quand à lui est donné par 4/3piR^3.

    La masse volumique M/V est donc en 1/M², fonction décroissante. Un TN stellaire a une densité "sous horizon" qui défit l'imagination. Un très gros, par contre, exhibe une densité raisonnable. A dela de 1 milliard de masses solaires, la densité est même inférieure à celle de l'eau. Et pour un TN de masse Univers... on trouve la densité de l'Univers lui même.

    Les forces de marée sont à l'avenant. Les tout petits te déchiquettent en menu morceau avant même que tu puisse passer l'horizon. Les très gros te le laissent traverser sans te faire de mal. Dans les deux cas ça finit par mal se passer, evidemment. Mais au moins, pour un TN galactique, t'as le temps de voir "comment c'est à l'intérieur" avant de t'écrabouiller sur la singularité centrale.

    a+

  12. #9
    meteor31

    Re : Un trou noir gigantesque?

    Citation Envoyé par Gilgamesh
    Bon réflexe, Méteor et incidemment tu viens de poser le doigt sur un aspect amusant des trous noirs.

    Le rayon du l'horizon est donné par 2GM/c². Comme tu vois, c'est simplement proportionnel à la masse.

    Le volume "sous horizon" V quand à lui est donné par 4/3piR^3.

    La masse volumique M/V est donc en 1/M², fonction décroissante. Un TN stellaire a une densité "sous horizon" qui défit l'imagination. Un très gros, par contre, exhibe une densité raisonnable. A dela de 1 milliard de masses solaires, la densité est même inférieure à celle de l'eau. Et pour un TN de masse Univers... on trouve la densité de l'Univers lui même.

    Les forces de marée sont à l'avenant. Les tout petits te déchiquettent en menu morceau avant même que tu puisse passer l'horizon. Les très gros te le laissent traverser sans te faire de mal. Dans les deux cas ça finit par mal se passer, evidemment. Mais au moins, pour un TN galactique, t'as le temps de voir "comment c'est à l'intérieur" avant de t'écrabouiller sur la singularité centrale.

    a+
    bonjour Gilgamesh

    Tu m'en bouches un sacré coin si je peux me permettre cette trivialité.
    Je vais étudier ce que tu viens d'écrire à tête reposée.
    A mon âge c'est plus si facile qu'avant.

    merci de m'ouvrir un nouvel horizon et à plus.

  13. #10
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Un trou noir gigantesque?

    Bien entendu il s'agit d'une densité moyenne du volume s/horizon. C'est un peu une vue de l'esprit. La singularité, qui est la seule "matérialité" du TN a tjs une densité -> oo

    L'Univers n'est donc pas un TN ne serait ce que parce que sa masse est répartie dans tot son volume. Mais le fait que le calcule converge a peut être une signification non triviale, surtout en RG...


    a+

  14. #11
    Pierre-Yves

    Smile Re : Un trou noir gigantesque?

    Est-ce possible d'expliquer la singularité à un gamin de mon âge ?
    Je suis dingue d'astronomie et d'astrophysique, mais forcément, étant en 2nde, je m'accroche mais j'ai quand même du mal .

    D'ailleurs, si vous voyez un moyen d'expliquer en profondeur le fonctionnement général des trous noirs à un "profane", n'hésitez pas !

  15. #12
    BioBen

    Re : Un trou noir gigantesque?

    Est-ce possible d'expliquer la singularité à un gamin de mon âge ?
    Je suis dingue d'astronomie et d'astrophysique, mais forcément, étant en 2nde, je m'accroche mais j'ai quand même du mal
    Je pense que c'est difficile vu que même les scientifiques ne savent pas vraiment ce que c'est (une singularité est une "étrangeté"). C'est un "objet" où les théories donnent des valeurs abherrente : en relaitvité générale (einstein), la singularité est censé avoir une masse, mais un volume nulle. Si tu veux calculer sa densité (masse volumique), tu fais d = m/V, tu vois bien que tu obitens une division par zéro. Etrange non ?

    Le fonctionnement des trous noirs ? C'est une sorte d'aspirateur géant (sympa la comparaison hein ?)...
    Comme tu las peut-être vu en cours, la gravitation fait que les masses s'attirent. Le trou noir a une masse (environ la masse de l'étoile qui l'a engendré si il n'a rien aspiré), et donc il va attirer tous les objets qui passent à proximité. L'objet va tourner autour du trou noir, avec une orbite qui se rapproche de plus en plus du trou noir. L'objet va perdre de la matière au fur et à mesure qu'il orbite et se rapproche du trou noir (acrétion), jusqu'a ce qu'il soit totalement abosrbé.
    J'espere que c'était à peu près ce que tu attendais...
    Pose des questions plus précises ca sera plus simple pour répondre.
    a+
    ben

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