Découvrez un aperçu du trou noir Les trous noirs se forment lorsque des étoiles massives meurent. L'intense force gravitationnelle qu'ils exercent ne permet à rien de s'échapper. Créé et produit par QA International. QA International, 2010. Tous droits réservés. www.qa-international.com Voir toutes les vidéos de cet article
En savoir plus sur les ondes gravitationnelles et comment l'interféromètre LIGO détecte les ondes En savoir plus sur les ondes gravitationnelles et comment les scientifiques en 2015 les ont détectées directement pour la première fois. Avec l'aimable autorisation de l'Université Northwestern (un partenaire d'édition Britannica) Voir toutes les vidéos de cet article
trou noir , corps cosmique d'une gravité extrêmement intense dont rien, pas même la lumière, ne peut s'échapper. Un trou noir peut être formé par la mort d'un énorme Star . Lorsqu'une telle étoile a épuisé les combustibles thermonucléaires internes de son noyau à la fin de sa vie, le noyau devient instable et s'effondre gravitationnellement sur lui-même, et les couches externes de l'étoile sont emportées. Le poids écrasant de constituent la matière tombant de tous les côtés comprime l'étoile mourante jusqu'à un point de volume nul et infini densité appelée la singularité.
trou noir dans M87 Trou noir au centre de la galaxie massive M87, à environ 55 millions d'années-lumière de la Terre, tel qu'il est imagé par le télescope Event Horizon (EHT). Le trou noir est 6,5 milliards de fois plus massif que le Soleil. Cette image était la première preuve visuelle directe d'un trou noir supermassif et de son ombre. L'anneau est plus brillant d'un côté parce que le trou noir est en rotation, et donc le matériau du côté du trou noir se tournant vers la Terre voit son émission renforcée par l'effet Doppler. L'ombre du trou noir est environ cinq fois et demie plus grande que l'horizon des événements, la limite marquant les limites du trou noir, où la vitesse de fuite est égale à la vitesse de la lumière. Cette image a été publiée en 2019 et créée à partir de données collectées en 2017. Collaboration Event Horizon Telescope et al.
trou noir Rendu artistique de la matière tourbillonnant autour d'un trou noir. Dana Berry/SkyWorks Digital/NASA
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Explorez le point de non-retour de Karl Schwarzschild et les horizons événementiels Découvrez Karl Schwarzschild et son travail sur les horizons événementiels, notamment le rayon de Schwarzschild. Université ouverte (un partenaire d'édition Britannica) Voir toutes les vidéos de cet article
Les détails de la structure d'un trou noir sont calculés à partir de la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein. La singularité constitue le centre d'un trou noir et est caché par la surface de l'objet, l'horizon des événements. À l'intérieur de l'horizon des événements, la vitesse d'échappement (c'est-à-dire la vitesse requise pour que la matière s'échappe du champ gravitationnel d'un objet cosmique) dépasse la vitesse de la lumière, de sorte que même les rayons de lumière ne peuvent s'échapper dans l'espace. Le rayon de l'horizon des événements est appelé rayon de Schwarzschild, d'après l'astronome allemand Karl Schwarzschild, qui en 1916 a prédit l'existence de corps stellaires effondrés qui n'émettent aucun rayonnement. La taille du rayon de Schwarzschild est proportionnelle à la masse de l'étoile qui s'effondre. Pour un trou noir d'une masse 10 fois supérieure à celle du Soleil, le rayon serait de 30 km (18,6 miles).
En savoir plus sur l'élucidation de Subrahmanyan Chandrasekhar dans la compréhension des trous noirs Un aperçu de la contribution de Subrahmanyan Chandrasekhar à la compréhension des trous noirs. Université ouverte (un partenaire d'édition Britannica) Voir toutes les vidéos de cet article
Seules les étoiles les plus massives, celles de plus de trois masses solaires, deviennent des trous noirs en fin de vie. Les étoiles avec une plus petite masse évoluent en corps moins compressés, soit des naines blanches ou étoiles à neutrons .
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Les trous noirs ne peuvent généralement pas être observés directement en raison à la fois de leur petite taille et du fait qu'ils n'émettent pas de lumière. Ils peuvent être observés, cependant, par les effets de leurs énormes champs gravitationnels sur la matière voisine. Par exemple, si un trou noir est membre d'un système stellaire binaire, la matière qui y pénètre depuis son compagnon devient intensément chauffée puis rayonne. rayons X copieusement avant d'entrer dans l'horizon des événements du trou noir et de disparaître à jamais. L'une des étoiles composantes du système binaire à rayons X Cygnus X-1 est un trou noir. Découvert en 1971 dans le constellation Cygnus, ce binaire se compose d'une supergéante bleue et d'un compagnon invisible 14,8 fois la masse du Soleil qui tournent l'un autour de l'autre en une période de 5,6 jours.
Certains trous noirs ont apparemment des origines non stellaires. Divers astronomes ont émis l'hypothèse que de grands volumes de gaz interstellaire s'accumulent et s'effondrent dans des trous noirs supermassifs au centre des quasars et des galaxies. On estime qu'une masse de gaz tombant rapidement dans un trou noir dégage plus de 100 fois plus d'énergie que celle libérée par la même quantité de masse par fusion nucléaire. En conséquence, l'effondrement de millions ou de milliards de masses solaires de gaz interstellaire sous la force gravitationnelle dans un grand trou noir expliquerait l'énorme production d'énergie des quasars et de certains systèmes galactiques.
disque de poussière autour du trou noir dans NGC 4261 Image du télescope spatial Hubble d'un disque de poussière en forme de spirale de 800 années-lumière de large alimentant un trou noir massif au centre de la galaxie NGC 4261, situé à 100 millions d'années-lumière dans la direction de la constellation de la Vierge. L. Ferrarese (Johns Hopkins University) et la National Aeronautics and Space Administration
Un tel trou noir supermassif, Sagittarius A* , existe au centre du Voie lactée . Les observations d'étoiles en orbite autour de la position du Sagittaire A* démontrent la présence d'un trou noir d'une masse équivalente à plus de 4 000 000 de Soleils. (Pour ces observations, l'astronome américain Andrea Ghez et l'astronome allemand Reinhard Genzel ont reçu le prix Nobel de physique 2020.) Des trous noirs supermassifs ont également été détectés dans d'autres galaxies. En 2017, le télescope Event Horizon a obtenu une image du trou noir supermassif au centre du M87 galaxie. Ce trou noir a une masse égale à six milliards et demi de soleils, mais n'a que 38 milliards de km (24 milliards de miles) de diamètre. Ce fut le premier trou noir à être imagé directement. L'existence de trous noirs encore plus grands, chacun d'une masse égale à 10 milliards de Soleils, peut être déduite des effets énergétiques sur le gaz tourbillonnant à des vitesses extrêmement élevées autour du centre de NGC 3842 et NGC 4889, des galaxies proches de la Voie lactée.
L'existence d'un autre type de trou noir non stellaire a été proposée par l'astrophysicien britannique Stephen Hawking. Selon la théorie de Hawking, de nombreux petits primordial des trous noirs, peut-être d'une masse égale ou inférieure à celle d'un astéroïde, pourraient avoir été créés au cours de la Big Bang , un état de températures et de densité extrêmement élevées dans lequel le univers est née il y a 13,8 milliards d'années. Ces soi-disant mini trous noirs, comme la variété plus massive, perdent de la masse avec le temps à cause du rayonnement de Hawking et disparaissent. Si certaines théories de l'univers qui nécessitent des dimensions supplémentaires sont correctes, le Grand collisionneur de hadrons pourrait produire un nombre important de mini trous noirs.
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