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Trous noirs galactiques, stellaires et micro trous noirsIl existe en effet, une grande dispersion de la masse possible d'un trou noir. Trois catégories sont généralement admises qui dépendent du mode de formation de l'objet. Les micro trous noirsAu moment du big bang, alors de la matière était soumise à des pressions et des contractions gravitationnelles intenses, de petites concentrations de matière pourraient avoir donné naissance à des petits trous noirs primordiaux. C'est ce que croient de nombreux physiciens, mais le problème, c'est que cela est très difficile à vérifier. Les plus petits (moins de 500 milliards de Kg) se sont déjà évaporés par rayonnement de Hawking. Les autres, qui devraient être en train de s'évaporer intensément en émettant une grande quantité d'énergie sous forme de rayons gamma devraient pouvoir être détectés. Or l'analyse des rayons gamma en provenance de l'Univers, dont une partie des sources est bien connue, ne laisse espérer au maximum que 300 micro trous noirs par année-lumière cube d'espace (le volume de la limite d'influence du soleil). C'est bien grand en regard de la taille (équivalente à celle d'un noyau atomique) de ces astres. Leur existence reste pour le moment hypothétique. En revanche, le LHC (Large Hadron Collider), actuellement en construction à Genève, devrait atteindre des énergies suffisantes pour permettre l'apparition de micro-micro trous noirs d'une durée de vie que quelques fractions de seconde. Les trous noirs stellaires
Imaginons une étoile massive qui a consommé son combustible nucléaire et qui a entamé la production d'un cœur de fer. Jusque là la pression interne due à la température résistait à la force gravitationnelle. Cette pression diminuant, l'étoile s'effondre d'abord lentement, puis de plus en plus rapidement. Si la masse interne de l'étoile est suffisante, aucune force ne pourra plus arrêter sa contraction. Les photons émis par l'étoile seront perceptibles à l'extérieur jusqu'à ce que son rayon ait atteint une valeur critique (rayon de Schwarzschild : R = 2GM/c2), en deçà de cette valeur, les photons resteront définitivement piégés et plus rien ne permettra de voir la suite de l'effondrement. Celui-ci se poursuivra inexorablement, en moins d'une milliseconde, vers son stade ultime : la singularité. Cette singularité est une région, de l'espace-temps où les forces gravitationnelles infinies détruisent matière et lumière. En considérant que la Voie Lactée produit en moyenne une supernova par siècle et en supposant que seulement une sur cent soit assez massive pour se transformer en trou noir, cela impliquerait que des millions de trous noirs doivent peupler notre Galaxie. Nous n'en connaissons qu'un petit nombre car seuls les trous noirs accrétants engendrent un rayonnement caractéristique perceptible dans le domaine gamma, mais ils sont probablement beaucoup plus nombreux. Les trous noirs galactiques
Tapis au centre de masse des galaxies, ces astres se nourrissent depuis leur formation, de la matière des étoiles qui gravitent sur les orbites les plus serrées. Selon la densité d'étoiles formées à proximité du centre et selon la masse de la galaxie qui l'abrite, le monstre peut être plus ou moins obèse. Certains spécimens sont évalués à plusieurs milliards de masses solaires, comme ceux qui produisent l'énergie des galaxies actives ou des quasars. D'autres sont plus légers : seulement quelques millions de masses solaires. On pense que chaque galaxie pourrait abriter un trou noir central.
Curieusement, si l'on assimile la taille d'un trou noir à celle de son horizon, les trous noirs géants sont bien moins impressionnants que leurs homologues stellaires. Par exemple, une masse en effondrement de 100 millions de masses solaires évolue vers un trou noir lorsque sa densité moyenne équivaut à celle de l'eau. La courbure de l'espace-temps est bien plus faible à proximité de l'horizon d'un tel trou noir galactique qu'elle ne l'est à la surface de la terre, et donc, les forces de marée qui sont exercées y sont bien inférieures. Leur densité (masse totale rapportée au volume de l'horizon) peut être des millions de fois inférieure à celle des petits trous noirs. |
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