Le plus petit trou noir jamais détecté

Les trous noirs sont les astres les plus denses de l’Univers. Leur densité est telle qu’aucune matière ou rayonnement piégé par leur force gravitationnelle* ne peut s’en échapper, y compris la lumière. On ne peut donc pas les observer directement, leurs présences est mise en évidence grâce aux intenses perturbations qu’ils génèrent autour d’eux. On connaît les trous noirs stellaires issus du déclin des étoiles**, les super massifs, présent au cœur des galaxies et on soupçonne l’existence de trous noirs de « masses intermédiaires ».

Leurs masses oscillent de plusieurs dizaines de masses solaires (Ms) pour les stellaires à quelques milliards de Ms pour les super massifs, pour des diamètres de quelques dizaines ou centaines de km. Des scientifiques de la Nasa viennent de mettre en évidence un trou noir d’une masse équivalente à « seulement » 3,8 Ms, ce qui en fait le trou noir le plus « léger » jamais détecté ! Les équations d’Einstein montrent qu’il doit avoir un diamètre d’une vingtaine de km, c’est donc l’objet le plus petit connu dans l’Univers hors du système solaire.

Ce trou noir fait partie d’un système binaire de la Voie Lactée (étoile + trou noir) situé dans la constellation Ara. Le système, XTE J1650, a détecté en 2001, mais l’étude approfondie du trou noir n’avait jamais été effectuée.

Cette découverte vient renforcer la théorie selon laquelle la « frontière » entre étoile à neutrons** et trou noir se situe entre 1,7 et 2,7 Ms. De plus, connaître précisément cette limite est important en physique fondamentale car elle renseigne sur le comportement de la matière dans les environnements ultra denses.

Source Nasa

* Les trous noirs exercent les mêmes forces gravitationnelles qu’un astre de même masse. Ils disposent cependant d’un « horizon », sorte de limite de non retour.

** Pour faire simple, très simple : le cœur d’une étoile est un réacteur nucléaire qui fonctionne sur le principe de la fusion, quand il a épuisé son carburant, il s’éteint et ne peut plus maintenir sa cohésion. Sous l’effet de sa propre gravité, il s’effondre sur lui-même. Par réaction, ou rebond, l’onde de choc éjecte les couches supérieures de l’étoiles dans l’espace. Le noyau résiduel forme alors un corps compact qui devient, suivant la masse initiale du cœur :

• Une naine blanche pour les plus légers : un corps inerte et « froid » (Cas du Soleil)

• Une étoile à neutrons pour les cœurs jusqu’à environs 2 Ms : un corps chaud et très dense essentiellement composé de neutrons. Certaines sont animées d’une vitesse de rotation phénoménale, tournant sur elle-même plusieurs centaines de fois par secondes en émettant d’intenses rayonnements électromagnétiques : les pulsars

• Un trou noir stellaire pour les cœurs au-delà de 3 Ms