|
Certaines
étoiles sont invisibles. Elles sont aussi noires que l'espace qui les
entoure. Des théories scientifiques prédisaient qu'il devait même
la lumière, ne échapper à leur énorme force d'attraction. Les
astronomes ont prouvé cette théorie. Mais comment rechercher
quelque chose d'invisible ? Et comment savoir qu'on l'a trouvé ?
Les théories
développées par les astronomes pour décrire ce qui se produit à
l'intérieur d'une étoile et prévoir la façon dont les étoiles
mourront évoquaient un sort trop fantastique pour être vrai. Chaque
étoile possède une formidable force de gravité. L'attraction du
Soleil assure la cohésion du système solaire. La Terre possède
aussi une force d'attraction. Si vous lancez une balle en l'air, elle
retombe toujours en raison de la pesanteur. Si vous parveniez à la
lancer avec une force suffisante, elle surmonterait cette force
d'attraction et s'échapperait dans l'espace. La vitesse nécessaire
pour échapper à une planète (ou une étoile) est appelée vitesse
de libération. La vitesse de libération de la Terre est d'environ
40000 kilomètres à l'heure, soit 11 kilomètre par seconde. Les étoiles
sont beaucoup plus massives que les planètes (la masse du Soleil est
trente-trois mille fois supérieure à celle de la Terre) et présentent
donc des forces d'attraction nettement plus puissantes que les
planètes.
La vitesse de libération du Soleil est dès lors bien plus importante
que celle de la Terre - 618 kilomètres par seconde, soit plus de 2
millions de kilomètres à l'heure !
On
pourrait imaginer une étoile tellement massive et possédant une
force d'attraction tellement extraordinaire que sa vitesse de libération
serait supérieure à la vitesse de la lumière. Comme rien ne peut se
déplacer plus vite que la lumière, rien ne pourrait s'échapper de
la surface de l'étoile, même pas la lumière. Il s'agirait d'une étoile
invisible, une étoile noire, mieux connue sous le nom de trou noir.
A la
recherche des trous noirs
Si la
lumière ne parvient pas à s'échapper d'un trou noir, nous ne
pouvons jamais l'observer. Il est difficile de se représenter une étoile
invisible, mais comme la théorie prévoyait l'existence de telles
étoiles,
les astronomes devaient trouver un moyen de les détecter. Même si un
trou noir en soi est imperceptible, ses effets sur les étoiles
proches et sur la matière en général pouvaient peut-être être
détectés.
Le gaz ou la poussière proches d'un trou noir devaient se diriger
vers celui-ci et finalement, être aspirés en son sein. Si un nuage
de gaz ou de poussière se dirige vers le trou noir, il commence à
tourner sur lui-même. Juste avant de disparaître, il se déplace à
une telle vitesse que les collisions entre les atomes portent le nuage
à une température à ce point élevée qu'il déclenche l'émission
de rayons X.
Les
astronomes devraient donc scruter le ciel, à la recherche de sources
de rayons X susceptibles d'être des trous noirs. Mais les rayons X
sont retenus par l'atmosphère terrestre. La recherche a donc dû
attendre l'avènement de l'ère spatiale pour pouvoir porter des télescopes
à rayons X au-delà de l'atmosphère, dans l'espace. L'une des première
sources de rayons X détectées fut Cygnus X-1, qui semblait réunir
les conditions nécessaires pour être un trou noir. Il s'agit d'une
puissante source de rayons X émanant d'un minuscule volume,
vraisemblablement une étoile qui s'est écrasée. Mais les trous
noirs ne sont pas le seul type d'étoiles écrasées capables d'émettre
des rayons X. Les étoiles à neutrons peuvent aussi être de
puissantes sources de rayons X. Cygnus X-1 est-il réellement un trou
noir ou une étoile à neutrons ?
D'autres
trous noirs possibles ont également été décelés. A mesure que le
concept de trou noir s'est généralisé, de nouvelles possibilités
de leur existence ont été suggérées (voir étoiles radio). Les
trous noirs peuvent être courants dans l'Univers, mais la preuve de
leur existence n'a pas encore définitivement établie !
Un
trou noir à l'œuvre !
Un trou
noir en soi est invisible, mais la matière qu'il absorbe et qui se réchauffe
émet de la lumière et des rayons X dont certains peuvent parvenir
jusqu'à nous (encadré). Un trou noir attirant du gaz et des
particule d'une étoile.
| 
