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Les trous noirs : les moteurs les plus performants de l'univers !

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Si son moteur avait un rendement équivalent à celui d'un trou noir, votre voiture ne consommerait que 3 litres d'essence pour parcourir un milliard de kilomètres ! Grâce au télescope spatial à rayons X Chandra, des astronomes de la NASA ont pu mesurer la masse de gaz chaud absorbée, évaluer la puissance des jets de particules, et en déduire l'efficience énergétique des trous noirs. Il apparaît que ces derniers ont le meilleur rendement de tous les « moteurs » de l'univers !

Chandra a observé l'illumination du gaz chaud entourant un trou noir super massif, et a ainsi surpris des jets de particules (Crédits : X-ray: NASA/CXC/Stanford U./S. Allen et al. IR: NASA/ESA/McMaster Univ./W. Harris Radio: NRAO/VLA )
Vue d'artiste d'un trou noir super massif niché au coeur d'une galaxie Le gaz s'échauffe en approchant du trou noir, passant du rouge au blanc La majorité du gaz est avalée par le trou noir, mais une partie est éjectée à une vitesse proche de celle de la lumière (Crédits : CXC/M. Weiss)

Les astronomes mesurent le rendement des trous noirs

Les observations de l'observatoire Chandra ont montré que, lorsqu'un trou noir super massif avale de la matière, il libère une gigantesque quantité d'énergie. Mais le plus surprenant reste que la plupart de cette énergie sert à produire d'immenses jets de particules qui se dégagent du trou noir à une vitesse proche de celle de la lumière.

Chandra a remarqué l'illumination de bulles de gaz chaud entourant des trous noirs et a ainsi détecté les jets de particules qu'ils émettaient. Les astronomes ont alors estimé la puissance de ces éjections et, en la comparant avec la quantité de gaz chaud absorbé, ils ont établi que les trous noirs utilisent leurs ressources avec une efficacité qui laisserait rêveur tout motoriste digne de ce nom. Selon Christopher Reynolds, de l'université du Maryland, « si une voiture était aussi performante qu'un trou noir, elle pourrait rouler en théorie sur plus d'un milliard de kilomètres avec un gallon d'essence  NDLR : environ 3,8 litres ! ».

Des trous noirs qui préservent l'équilibre des galaxies

L'étude va plus loin, en émettant l'hypothèse que les jets des trous noirs nichés au cœur des galaxies limitent le nombre d'étoiles qui peuvent naître dans leur voisinage, et y imposent ainsi un certain ordre. En effet, les nuages de gaz chaud qui flottent autour des trous noirs seraient susceptibles de voir s'y condenser une multitude de nouvelles étoiles, si leur température diminuait suffisamment. Un tel processus, s'il n'était pas bridé, aboutirait sur l'éclosion de milliards d'étoiles qui importuneraient leur voisinage cosmique. Ces jets à grande vitesse freinent ce phénomène en maintenant le gaz environnant à haute température.

Décidément, les trous noirs n'ont de cesse de nous étonner ! Les modèles informatiques, qui sont déjà capables de simuler leur collision avec une grande fidélité, nous permettrons un jour de mieux comprendre ce mécanisme d'absorption-émission, et peut-être de percer le mystère du complexe équilibre de notre univers...

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