Trou noir statique et en rotation
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Trou noir statique et en rotation



  1. #1
    dragounet

    Trou noir statique et en rotation


    ------

    Chers amis de la science, bonjour,

    Est-il possible par observation indirecte de déterminer qu’un trou noir est statique ou en rotation. ?

    Si un jet de matière est observé, il est forcément en rotation, non ?

    -----

  2. #2
    vanos

    Re : Trou noir statique et en rotation

    Bonsoir,

    En vérité, il n'y jamais rien de statique dans l'Univers, je pense même qu'un trou noir ne pourrait être statique ne serait-ce que parce qu'il chamboule fort son environnement, et ce n'est pas demain la veille qu'on en observera un directement.

    Amicalement.
    Connais toi toi-même (Devise de Socrate inspiré par Thalès)

  3. #3
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : Trou noir statique et en rotation

    Citation Envoyé par dragounet Voir le message
    Chers amis de la science, bonjour,

    Est-il possible par observation indirecte de déterminer qu’un trou noir est statique ou en rotation. ?

    Si un jet de matière est observé, il est forcément en rotation, non ?
    Non, les jets se forment à partir des entortillement du champs magnétiques du disque d'accrétion, du fait de sa rotation.

    La seule preuve observationnelle dont on dispose de la rotation du trou noir est donné par le redshift gravitationnel de la raie du Fer 56 à 6,4 keV (dans le domaine X).

    Le profil de cette raie nous informe du lieu de sa formation. Plus l'aile "rouge" de cette raie se prolonge loin, plus l'émission a lieu près de l'horizon du trou noir, dans un champs gravitationnel de plus en plus fort qui fait perdre de leur énergie aux photons.

    Or, il existe une limite à la stabilité dynamique du disque d'accrétion qui dépend de la vitesse de rotation du trou noir. Pour un trou noir statique, cette limite est de 1,5 R (avec R le rayon du trou noir). En deça, le gaz tombe comme une pierre vers l'horizon et son rayonnement cesse de nous parvenir.

    Plus la vitesse de rotation est élevée, plus la dernière orbite stable peu se rapprocher de l'horizon, et plus le gaz va émettre dans un champs de gravité fort (et plus l'efficacité de la transformation de l'énergie de masse mc2. en rayonnement est efficace, passant de 5,7% pour un trou noir statique à 30% pour un trou noir en rotation maximale !).

    Les observations de la raie X du fer montre que dans certains cas l'aile rouge s'étend jusqu'à 2 keV, impliquant que le disque se prolonge presque jusqu'à l'horizon et que par conséquent le trou noir est en rotation rapide (proche de son maximum).


    a+
    Dernière modification par Gilgamesh ; 12/11/2011 à 12h11.
    Parcours Etranges

  4. #4
    dragounet

    Re : Trou noir statique et en rotation

    Super, merci beaucoup pour cette réponse détaillée.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    ordage

    Re : Trou noir statique et en rotation

    Citation Envoyé par dragounet Voir le message
    Chers amis de la science, bonjour,

    Est-il possible par observation indirecte de déterminer qu’un trou noir est statique ou en rotation. ?

    Si un jet de matière est observé, il est forcément en rotation, non ?
    Salut

    Ce n'est pas parcequ'un TN n'émet pas de lumière qu'on ne peut pas le voir. Il perturbe suffisamment l'espace pour que s'il y a de la matière dans son environnement une signature caractéristique le révèle (cf post de Gilgamesh).

    Mais il y a aussi une observation quasi directe à condition que l'horizon du TN soit visible sous un angle mesurable et que en arrière plan il y ait un ciel étoilé très fourni.
    Voir les travaux de A. Riazuelo qui montrent les perturbations du fond d'étoiles par le TN quand on s'en approche par exemple dans la conférence:

    http://www-cosmosaf.iap.fr/riazuelo.pdf

    L'occultation par le TN (se traduisant par une partie noire) du ciel étoilé de fond aura la forme d'un cercle dans le cas d'un TN statique et la forme d'un D pour un TN en rotation (asymétrie liée à la rotation comme l'a montré Bardeen dans un papier).

    Pour les TN de Kerr on peut voir une illustration dans:
    http://www-cosmosaf.iap.fr/TN_Kerr_JF_20_09_08.pdf
    diapo 28

    Amusant?

  7. #6
    GillesH38a

    Re : Trou noir statique et en rotation

    Citation Envoyé par Gilgamesh Voir le message
    Non, les jets se forment à partir des entortillement du champs magnétiques du disque d'accrétion, du fait de sa rotation.
    en fait les deux modèles sont proposés, et il n'est pas clair de savoir lequel est le plus pertinent (il est possible aussi que les deux interviennent). Il n'y a cependant effectivement pas d'évidence observationnelle que la rotation du trou noir soit directement liée à l'existence de jets.. et par exemple les raies élargies du fer sont observées dans les galaxies de Seyfert... qui n'ont justement pas de jets puissant.

    Un autre argument en faveur de la production par le disque d'accrétion est que les jets sont aussi observés dans les étoiles en formation, où il n'y a pas de trou noir en rotation et d'ergosphère...

    Néanmoins beaucoup d'astrophysiciens continuent à penser que c'est la rotation du trou noir qui produit les jets relativistes... mais selon moi c'est plus par inertie intellectuelle après que ça ait été proposé par des noms brillants (Roger Blandford en particulier) que par de vrais arguments observationnels.

    Les mesures de la rotation reposent effectivement soit sur les largeurs de raies du fer, soit sur des ajustements de spectres X par des modèles de disques d'accrétions dans les trous noirs associés à une étoile qui "avalent" sa matière (binaires X), mais l'honnêteté doit conduire à dire que ces modèles sont encore pleins d'incertitudes et qu'il n'y a pas grand chose de bien établi dans le domaine. Certains contestent par exemple les fits de raie en mettant en question l'évaluation du continuum sous-jacent, qui peut etre modifié par des absorptions d'autres raies. Or la forme précise de la raie est très dépendante du niveau du continu qu'on soustrait par dessous. Bref ça reste un problème de recherche scientifique.

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