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Trou noir stellaire

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Selon la théorie de l’évolution stellaire, lorsqu’une étoile possède une masse dépassant les 20 à 25 masses solaires, son explosion finale sous forme de supernova SN II peut conduire à la formation d’un trou noir qui est alors qualifié de stellaire. La masse d'un tel trou noir est cependant inférieure car la majorité de la matière de l'étoile génitrice a été expulsée suite à l'explosion.

On peut considérer que Subrahmanyan Chandrasekhar avait prévu la formation des trous noirs avant tout le monde au début des années 1930 en découvrant qu’une étoile ayant épuisé son carburant nucléaire et dont la masse dépassait 1,44 masse solaire devait s’effondrer sur elle-même. Bien qu’un tel effondrement gravitationnel puisse parfois simplement engendrer la formation d’une étoile à neutrons, il peut aussi conduire à un trou noir, comme Robert Oppenheimer et George Volkoff l’ont montré en compagnie d’Hartland Snyder.


Les trous noirs sont parmi les objets les plus opaques de l'univers. Heureusement, ils sont cependant parmi les plus attractifs, et c'est par leur pouvoir d'attraction démesuré que nous pouvons les détecter. Les trous noirs géants sont les ogres les plus monstrueux du zoo cosmique, mais ils ne sont pas des armes de destruction massive. Les jets de matière qu'ils produisent auraient contribué à allumer les premières étoiles et à former les premières galaxies. Hubert Reeves et Jean-Pierre Luminet, spécialistes en cosmologie contemporaine, répondent à toutes vos questions. Pour en savoir plus, visitez www.dubigbangauvivant.com. © Groupe ECP/YouTube

Trous noirs stellaires : la théorie des trous noirs

La théorie des trous noirs fit l’objet d’impressionnants travaux de Chandrasekhar pendant les années 1970. Avec sa découverte de ce qui s’appelle maintenant la masse de Chandrasekhar, ils furent en partie à l’origine de son prix prix Nobel de physique en 1983. Comme d’habitude pour la remise de ce prix, le lauréat donne une conférence. À la fin de celle du grand astrophysicien indien, on trouve de fascinantes remarques concernant la théorie mathématique des trous noirs, qui sont à peu près les suivantes : 

« Je ne sais pas si toute la portée de ce que j'ai dit est claire. Laissez-moi vous expliquer. Les trous noirs sont des objets macroscopiques avec des masses variant de quelques masses solaires à des milliards de masses solaires. Lorsqu’ils peuvent être considérés comme stationnaires et isolés, ils sont tous, chacun d'entre eux, décrits exactement par la solution de Kerr. C'est le seul cas connu où nous avons une description exacte d'un objet macroscopique. 

Les objets macroscopiques tout autour de nous sont régis par une variété de forces, décrites par diverses approximations de plusieurs théories physiques.

En revanche, les seuls éléments de construction de trous noirs sont nos concepts de base de l'espace et du temps. Ils sont ainsi, presque par définition, les objets macroscopiques les plus parfaits de l'univers. Et puisque la théorie de la relativité générale nous fournit une famille de solutions dépendant uniquement de deux paramètres pour leur description, ils sont aussi les objets les plus simples de l’univers. »

Représentation de la voûte céleste telle que la verrait un observateur situé près d'un hypothétique trou noir devant le centre de notre galaxie. L'image de la Voie lactée n'est plus rectiligne à cause de la déflexion de la lumière passant près du trou noir, et les principales constellations sont très déformées. Mais on peut reconnaître le Sagittaire et le Scorpion en haut à gauche et Alpha et Beta du Centaure en bas à droite. Une image secondaire de toute la voûte céleste se trouve enroulée dans un cercle à proximité immédiate de la silhouette du trou noir. © Alain Riazuelo /IAP Représentation de la voûte céleste telle que la verrait un observateur situé près d'un hypothétique trou noir devant le centre de notre galaxie. L'image de la Voie lactée n'est plus rectiligne à cause de la déflexion de la lumière passant près du trou noir, et les principales constellations sont très déformées. Mais on peut reconnaître le Sagittaire et le Scorpion en haut à gauche et Alpha et Beta du Centaure en bas à droite. Une image secondaire de toute la voûte céleste se trouve enroulée dans un cercle à proximité immédiate de la silhouette du trou noir. © Alain Riazuelo /IAP

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