Un trou noir ?

[inviteccac9361]

Bonjour,

je suis tombé sur une video sur le site de la Nasa qui semble provenir des données X-ray de l'observatoire Chandra.
http://www.nasa.gov/multimedia/video...ia_id=87455741
Video à selectionner : 'Cassiopeia A: A Star From the Inside Out'

Et je suis un peu perplexe au sens à donner à ces images.

Quelle est cette "boule" brillante que l'on voit ? Et surtout en detail au début de la video.
Quelle est l'echelle de temps censé être représenté ici ?
Et une derniere question, pourquoi observe-t-on tout ceci dans la gamme des rayons X ? Puiqu'il semble en être le cas, si j'ai bien tout compris.

Merci pour votre patience,
ainsi que vos avis éclairés.
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[Zefram Cochrane]

Bonjour,
pour moi c'est un trou noir. Andrei nous avait donné un lien avec des images de trou noir, et la vision en était très éloigné de la conception usuelle des TN.

pour ta trouvaille.

[inviteae224a2b]

Bonjour à toi,

je ne suis pas un super spécialiste des trous noirs mais j'ai une réponse toute de même Comme nous l'indique le jet colimaté, le trou noir est en train d'accréter de la matière. La matière qui s'effondre vers le trou noir prend beaucoup de vitesse et pour une bonne partie tourne autour de ce dernier avant soit de passer l'horizon Schwartzchild soit d'être éjectée (ça dépend des conditions initiales des particules considérées). En tous cas, cette matière tourne à très grande vitesse autour du trou noir ce qui provoque un rayonnement synchrotron. Celui-ci est de l'ordre du gamma-X vers le centre pour les trous noirs très massifs.

[invite417be55c]

Et une derniere question, pourquoi observe-t-on tout ceci dans la gamme des rayons X ? Puiqu'il semble en être le cas, si j'ai bien tout compris.

Parce que pour un trou noir stellaire, la force de gravité varie rapidement avec la distance au voisinage du rayon de Schwarzschild. Le gaz en rotation a sa partie interne qui tourne beaucoup plus vite que la partie externe, provoquant des frictions élevant énormément la température. Il se trouve que ces tempréatures correspondent aux rayons X et gamma (cf. Cygnus X-1 par exemple).

De l'autre côté, dans le centre de la galaxie : Sgr A*, le trou noir galactique centrale correspondant à des millions de masse solaire voit la force de gravité diminuer très lentement au voisinage de R_S, c'est pourquoi les noyaux galactiques émettent dans les ondes radio.

cf. Trous noirs et Distorsions du Temps de Kip Thorne (pour une vulgarisation).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite80fcb52e]

Quelle est cette "boule" brillante que l'on voit ?

Ce n'est pas un trou noir comme certains l'ont dit mais un PULSAR: le pulsar du crabe, car nous sommes dans la nébuleuse du crabe.

Quelle est l'echelle de temps censé être représenté ici ?

C'est écrit sur la vidéo: entre septembre 2010 et avril 2011, donc 7 mois!

Et une derniere question, pourquoi observe-t-on tout ceci dans la gamme des rayons X ?

Les autres intervenants y ont répondu car une étoile à neutron a un rayon très proche du rayon de schwarzschild donc le raisonnement valable pour un trou noir est aussi valable pour une étoile à neutron.

Ceci dit, le pulsar étant isolé (ce n'est pas une binaire X), je crois pas que ça soit l'accrétion la source de la luminosité du pulsar.
C'est plutôt le rayonnement émis du fait de sa rotation (un dipôle qui accélère rayonne) qui le rend lumineux en rayon X. Ce rayonnement est la cause de la diminution de sa vitesse de rotation.

Pour le reste (jet et enveloppe), c'est essentiellement le rayonnement synchrotron qui est la source du rayonnement X.

[inviteccac9361]

La matière qui s'effondre vers le trou noir prend beaucoup de vitesse et pour une bonne partie tourne autour de ce dernier avant soit de passer l'horizon Schwartzchild soit d'être éjectée (ça dépend des conditions initiales des particules considérées). En tous cas, cette matière tourne à très grande vitesse autour du trou noir ce qui provoque un rayonnement synchrotron. Celui-ci est de l'ordre du gamma-X vers le centre pour les trous noirs très massifs.

D'accord,
Merci pour cette explication.

Donc concernant l'origine des rayons X, on appele ça le Rayonnement Synchrotron, et si je regarde ici.

Le rayonnement synchrotron est un rayonnement électromagnétique émis par des électrons qui tournent dans un anneau de stockage. Puisque ces électrons modifient régulièrement leur course, leur accélération change régulièrement. Lorsque ce changement survient, ils émettent de l'énergie sous forme de photons.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Rayonnement_synchrotron

Ca colle avec l'idée d'une rotation et d'un changement qui se produirait au niveau des couches electroniques, provoquant l'emission d'"energie-photons".

Comme dit ici un peu plus détaillé :

Parce que pour un trou noir stellaire, la force de gravité varie rapidement avec la distance au voisinage du rayon de Schwarzschild. Le gaz en rotation a sa partie interne qui tourne beaucoup plus vite que la partie externe, provoquant des frictions élevant énormément la température. Il se trouve que ces tempréatures correspondent aux rayons X et gamma (cf. Cygnus X-1 par exemple).

L'effet de emperature etant effectivement du aux deformations de la couche electronique pour l'atome dans le cas du Corps Noir/Gris() , on peut penser que ce même effet apparaisse.
Il s'agit ici d'un rayonnement et non pas un spectre.
Je vais revoir ça en détail.

Mais ce qui me chagrine, le rayonnement est dû, non pas à des transitions electroniques, mais à une deformation de l'Espace-Temps de la couche electronique, c'est que c'est donc un effet relatif.
Et donc l'energie-photon et le photon(?) sont virtuels, ou relatifs.

De l'autre côté, dans le centre de la galaxie : Sgr A*, le trou noir galactique centrale correspondant à des millions de masse solaire voit la force de gravité diminuer très lentement au voisinage de R_S, c'est pourquoi les noyaux galactiques émettent dans les ondes radio.

C'est tres interressant,
Grand Merci.

Dans les ondes radio à la place des rayons X, j'ai bien lu.
Pour Sgr A*, si on interprete, c'est lié à une grande masse ou l'inverse ?
Je n'ai pas les notions de quantité...

[inviteccac9361]

cf. Trous noirs et Distorsions du Temps de Kip Thorne (pour une vulgarisation).

Je connais, sans connaitre certainement, et je vais retourner m'y interresser.
Merci pour la reference.
Je propose un aperçu, ça ne peut pas faire de mal.

Il est peut-être plus connu pour sa théorie controversée selon laquelle les trous de ver pourraient être utilisés pour voyager dans le temps.

Thorne est la première personne à mener des recherches scientifiques dans le but de savoir si les lois de la physique permettent à l'espace et au temps d'être multiplement connectés (les vortex traversables et les machines à remonter le temps peuvent-elles exister?). Thorne a également étudié des sujets tels que l'origine statistique de l'entropie d'un trou noir, et l'entropie du fond cosmologique selon un modèle inflationnel de l'Univers.

Parmi une poignée de physiciens, le professeur Thorne est considéré comme l'une des références mondiales en matière d'ondes gravitationnelles. Son travail portait en partie sur la prédiction de la force de ces ondes et de leurs signatures temporelles observées depuis la Terre. Ces «signatures» sont d'une grande utilité pour LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory), une expérience multi-institutionnelle sur les ondes gravitationnelles dont Thorne a été l'un des principaux partisans - en 1984, il a cofondé le projet LIGO (le plus gros projet jamais fondé par la NSF) pour discerner et mesurer des fluctuations entre plusieurs points «statiques» ; de telles fluctuations seraient une preuve de l'existence des ondes gravitationnelles, telles que les calculs les décrivent. Plus important, il a établi les bases d'une théorie des pulsations des étoiles relativistes et de la radiation gravitationnelle qu'elles émettent.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Kip_Thorne
Et il semble y avoir "un peu" de documentation sur son site, pour ceux que ça interresse.
http://www.its.caltech.edu/~kip/scripts/courses.html

Comme nous l'indique le jet colimaté, le trou noir est en train d'accréter de la matière.

Là par-contre, j'ai un doute justement, je parle bien de la video réelle, 'Cassiopeia A: A Star From the Inside Out'.
Qui doit être, si j'ai bien compris, une superposition d'images prises par des telescopes dans le visible, et des rayonnements gamma mesurés,... en temps réel ?

Je crois qu'il s'agit d'une Supernova, cet objet n'est peut-être "pas loin" d'être un trou noir ? Ou on considere ceci comme etant déja un trou noir ?
Bref, ici je suis perplexe.
On sait établir une continuité théorique, entre des astres supermassif(?) et le trou noir ?

On a l'impression de voir tourner l'astre comme s'il y avait un fluide.
Avec une lumiere diffuse affichée en bleu ici.
Son aurore boreale ?
Grandiose.

[Calvert]

Là par-contre, j'ai un doute justement, je parle bien de la video réelle, 'Cassiopeia A: A Star From the Inside Out'.

Tu parles bien de cette vidéo-là ?

Qui doit être, si j'ai bien compris, une superposition d'images prises par des telescopes dans le visible, et des rayonnements gamma mesurés,... en temps réel ?

Si on parle bien de la même vidéo, alors non, il s'agit clairement d'images d'artiste. On est encore (très) loin d'obtenir des images aussi précise de la surface d'une étoile ou des environ d'un trou noir.

Je crois qu'il s'agit d'une Supernova, cet objet n'est peut-être "pas loin" d'être un trou noir ? Ou on considere ceci comme etant déja un trou noir ?

Ce que l'on voit sur cette animation, c'est vraisemblablement une étoile à neutrons. A ma connaissance, on ne connait pas le type d'objet compact qui produit l'émission radio de la source Cas A.

Observationnellement, on connaît une nébuleuse circulaire dans le ciel qui entoure cette région. Le centre de cette nébuleuse semble correspondre à la source radio Cas A. On en a conclu que cette source radio était vraisemblablement l'objet compact produit durant l'explosion d'une étoile, qui a produit la nébuleuse en explosant.

[inviteccac9361]

Tu parles bien de cette vidéo-là ?

Oui.

Si on parle bien de la même vidéo, alors non, il s'agit clairement d'images d'artiste. On est encore (très) loin d'obtenir des images aussi précise de la surface d'une étoile ou des environ d'un trou noir.

Merci Calvert,
C'est ce que je craignais.
On a réussi à me faire prendre une véssie pour une lanterne.
J'ai bien fait de demander.

Mais du coup, qu'a à voir Chandra dans l'affaire ?

Ce que l'on voit sur cette animation, c'est vraisemblablement une étoile à neutrons.

D'accord, effectivement, vu la petitesse en "taille" si j'interprete bien (?), on risque d'avoir du mal à la voir.
Quoique ça doit avoir une grande luminosité ?

Les gaz(?) que l'on voit représenté, c'est peut-être ça qui est d'origine Chandra ? Sinon cette vision d'artiste n'aurais aucun sens,
Et moi qui essayais d'y comprendre quelque-chose.

A ma connaissance, on ne connait pas le type d'objet compact qui produit l'émission radio de la source Cas A.

Merci pour l'info.

Observationnellement, on connaît une nébuleuse circulaire dans le ciel qui entoure cette région. Le centre de cette nébuleuse semble correspondre à la source radio Cas A. On en a conclu que cette source radio était vraisemblablement l'objet compact produit durant l'explosion d'une étoile, qui a produit la nébuleuse en explosant.

Assez hypothetique donc cette affaire.
C'est peut-être un effet entre un champ magnétique, généré par la rotation, et une source "solaire" ?
On a quelque-chose d'un peu similaire pour les ondes radio venant de Saturne par exemple.

A partir du modèle qu'ils avaient élaboré en 2005, les auteurs ont montré la corrélation de ces oscillations à court terme avec les variations de la vitesse du vent solaire . Ces oscillations sont, en revanche, indépendantes de la pression et de la densité de ce dernier. L’origine de la variation de l’horloge saturnienne est donc, au moins en partie, extérieure au système de Saturne. La vitesse du vent solaire semble en être un paramètre clé.

Les ondes radio de Saturne analysées par CASSINI

Ou un pont hyperspatial dans le cadre du Modele Cosmologique Bi-métrique ?

Les ponts hyperspatiaux (« Trous noirs »).
Dans le modèle standard, Lorsqu'une étoile a neutrons dépasse la limite de stabilité, les neutrons aux contact qui la composent "se brisent" et l'étoile a neutrons s'effondre a cause de la trop forte gravité due a sa masse. l'effondrement gravitationnel conduit au trou noir, dont le centre est une singularité ou température, densité et courbure de l'espace-temps ... sont infinies. Dans le modèle bi-Métrique, Lorsqu'une étoile a neutrons dépasse la limite de stabilité, les neutrons au contacts qui la composent "se brisent", et alors l'étoile perce l'espace-temps, formant un pont hyperspatial (au delà des espaces) et chute dans l'univers-ombre. Ce processus dure très peu de temps, mais comme plus le temps ralenti avec la puissance de la gravité, ce phénomène est quasiment figé dans notre temps. Pour l'étoile a neutrons, cette étape de sa vie ne dure que quelques secondes au plus, mais pour un observateur situé hors de son champ gravitationnel, cela dure des millions, voire des milliards d'années. Au final, lorsque l'étoile est passée, la matière environnante qui formait un disque d'accrétion autour de l'étoile se trouve expulsé au loin a cause de l'attraction gravitationnelle de l'étoile, qui du fait de sa nouvelle position est désormais répulsive pour nous. le disque s'éloigne donc, mais s'auto-attire, formant un nuage annulaire. La découverte d'un tel astre formerait donc une certaine preuve de l'existante du second univers.

A suivre, si je comprend bien.

[Calvert]

Mais du coup, qu'a à voir Chandra dans l'affaire ?

Cas A est la source radio la plus intense du ciel. Ca ne l'empêche pas d'émettre dans d'autres longueurs d'onde, y compris les rayons X. C'est là que Chandra intervient. Cependant, les images produites par Chandra sont un peu moins "sexy" que des vues d'artistes, et moins didactiques pour le grand public (voir par exemple la figure 1 de ce papier).

D'accord, effectivement, vu la petitesse en "taille" si j'interprete bien (?), on risque d'avoir du mal à la voir.
Quoique ça doit avoir une grande luminosité ?

Pour la luminosité, ça dépend de la longueur d'onde. Par exemple, elle est extrêmement brillante en radio, et en X. Cela suffit pour la voir (de la même manière, on voit des étoiles dans le ciel). Mais pour des détails aussi précis, il faudrait une résolution terrible (une étoile à neutron fait typiquement quelques dizaines de kilomètres de diamètre) que Chandra (et aucun instrument) n'a pour l'instant (de la même manière, tu ne distingue pas la surface des étoiles dans le ciel comme un disque).

Les gaz(?) que l'on voit représenté, c'est peut-être ça qui est d'origine Chandra ? Sinon cette vision d'artiste n'aurais aucun sens,
Et moi qui essayais d'y comprendre quelque-chose.

Oui, le but est sûrement de montrer à quoi pourrait ressembler les environs de cette source. Ce n'est pas parce que c'est une image d'artiste que c'est dénué de fondement scientifique. Comme il n'y a aucune explication fournie avec cette vidéo, je comprends mal ce qu'ils ont voulu montrer, mais peut-être que quelqu'un aura une idée !

Assez hypothetique donc cette affaire.

Disons, on est sûr que cette nébuleuse est le résultat de l'explosion d'une SN (ça ressemble à d'autres nébuleuses du même type). En plus, on trouve une source radio et X intense vers le centre de cette nébuleuse, c'est assez légitime de penser que l'une est le reste de l'autre.

C'est peut-être un effet entre un champ magnétique, généré par la rotation, et une source "solaire" ?
On a quelque-chose d'un peu similaire pour les ondes radio venant de Saturne par exemple.

Non, non, je pense qu'une étoile à neutrons ou un trou noir sont les meilleures hypothèses, et ils sont parfaitement capable de produire la gamme de rayonnement observé. Une étoile, par exemple, serait sans doute visible... dans le visible.

Ou un pont hyperspatial dans le cadre du Modele Cosmologique Bi-métrique ?

Disons, ça, c'est quelque chose d'extrêmement extrêmement spéculatif. L'hypothèse étoile à neutrons ou BH "standard" est énormément plus raisonnable.

[inviteccac9361]

Mais du coup, qu'a à voir Chandra dans l'affaire ?

Cas A est la source radio la plus intense du ciel. Ca ne l'empêche pas d'émettre dans d'autres longueurs d'onde, y compris les rayons X. C'est là que Chandra intervient. Cependant, les images produites par Chandra sont un peu moins "sexy" que des vues d'artistes, et moins didactiques pour le grand public (voir par exemple la figure 1 de ce papier).

Génial ce papier !
Merci Calvert.

Donc si je reprend les premiers points.(je terminerais la lecture, hardue quand même pour moi, elle ne défile pas tres vite la page. )

Cassiopea A est une nébuleuse, nommée Cas A, qui correspond aux restes de l'explosion d'une Supernova.
Elle a 300 ans.
Effectivement la défintion est faible : 38x34 pixels, pour une résolution par pixel de 10''x10'' angle d'arc.

Les rayons X captés sont traites selon le model d'un plasma ionisé tres chaud à l'equilibre (en dehors ?), qui permet d'en déduire la composition de la source. Les interactions produisant tel ou telle "signature ?" sont nombreuses.

Des lignes de plasma contenant du O, Ne, Mg, S, C, Si, Ca, Fe
se déplacent spécifiquement et forment des lignes (en gros).
Apres la composition complete est complexe et d'adresse à des spécialistes j'ai l'impression. Cest touffu.

Elle presente effectivement un Jet "central", les Rayons X peuvent être de deux types, Issus de l'onde de choc avant, ou issu de l'onde de choc "arriere".
L'onde de choc arriere produit également des ondes radio.
Ces ondes sont d'origine emmissives.
On le comprend comme indirectes ?

Avec cette particularité que le Fe se déplace perpendiculairement à ce jet central.

J'ai trouvé un document pour expliquer le bienfondé de la methode d'identification des elements chimiques.
http://articles.adsabs.harvard.edu//...00099.000.html

Xoxopixo:
C'est peut-être un effet entre un champ magnétique, généré par la rotation, et une source "solaire" ?
On a quelque-chose d'un peu similaire pour les ondes radio venant de Saturne par exemple.

Non, non, je pense qu'une étoile à neutrons ou un trou noir sont les meilleures hypothèses, et ils sont parfaitement capable de produire la gamme de rayonnement observé.

Oui effectivement,
apres lecture rapide de ce document, je me rend compte de l'erreur. La source est interne.
L'emmision "solaire" si on veut representer la chose ainsi est interne
et globale, auquel se joint un déplacement de matiere.
Ce qui n'est pas réellement transposable à un Soleil comme ça.
Et encore moins à une planete baignée par un rayonnment solaire.

Qui plus est, ici c'est un plasma ionisé de tres haute temperature.

Une étoile, par exemple, serait sans doute visible... dans le visible.

Je n'ai pas osé m'avancer sur ce point, mais je suis d'accord.
Notre soleil est un peu l'equivalent en boule avec d'autres comportements physiques.

[Calvert]

Donc si je reprend les premiers points.(je terminerais la lecture, hardue quand même pour moi, elle ne défile pas tres vite la page. )

J'ai donné ce papier parce que c'est le premier que j'ai trouvé avec une image "brute" de Chandra, pas dans le but de vous le faire lire ! Je comprends que ce puisse être un peu technique ! C'est quand même des publications professionnelles. Mais bel effort !