Les trous noirs sont des objets cosmiques qui ne cessent d’étonner les scientifiques. S’ils sont impressionnants par leur masse, ils peuvent également l’être par leur vitesse de rotation. Un trou noir identifié conjointement par l’ISRO et la NASA a été détecté avec l’une des vitesses de rotation les plus élevées jamais mesurées, entraînant l’espace lui-même dans son mouvement.
En 2016, le premier satellite d’observations astronomiques indien, AstroSat, a repéré un trou noir dans le système d’étoiles binaires appelé GRS 1915+105, émettant des rayons X inhabituels. Le Chandra X-Ray Observatory de la NASA a plus tard confirmé ces émissions. Ces rayons X sont produits par la chute de gaz et de poussières dans le trou noir, qui possède une masse d’environ 10 masses solaires. Ils ont ainsi révélé aux chercheurs que l’objet tournoyait très, très rapidement.
En effet, le caractère inhabituel de ce rayonnement X provient de la quasi-périodicité à laquelle il oscille (sur des périodes d’une centaine de millisecondes). Ces oscillations proviendraient de la précession de la partie intérieure du disque d’accrétion, dont l’origine serait la vitesse de rotation extrêmement élevée du trou noir.
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Selon Rodrigo Nemmen, astrophysicien et directeur de recherche, ce trou noir tourne très près de la limite fixée par la théorie de la relativité d’Albert Einstein. La vitesse de rotation approche ainsi la limite relativiste. Actuellement, les scientifiques ne peuvent véritablement mesurer que deux caractéristiques d’un trou noir : sa masse et sa vitesse de rotation, dont la vitesse tangentielle de son horizon. Cette dernière peut être comprise entre 0 et 1 (1 représentant la vitesse de la lumière). Dans ce cas-ci, c’est une vitesse de rotation tangentielle égale à 0.9 qui a été mesurée.
La théorie de la relativité générale implique en outre que si un trou noir tourne aussi vite, il est alors capable d’entraîner l’espace-temps avec lui. Si les hypothèses des chercheurs sur l’environnement du trou noir se révèlent correctes, la vitesse de rotation élevée combinée aux éléments gazeux entrant dans le trou noir et aux températures élevées pourrait être la clé pour comprendre comment se forment les galaxies.
Si ces oscillations de rayons X ont déjà été étudiés auparavant dans le domaine des rayons X à basse énergie par le satellite Rossi X-ray Timing Experiment (NASA), c’est dans le domaine des rayons X à haute énergie qu’ils ont pu être étudiés par le Large Area X-ray Proportional Counter (LAXPC), embarqué sur AstroSat. Cette étude est essentielle, puisque les photons de haute énergie sont émis plus près du trou noir que ceux à basse énergie.
En comptant le trou noir découvert par AstroSat, seuls cinq trous noirs ont été détectés avec une vitesse de rotation aussi élevée. L’équipe d’AstroSat (Organisation indienne de recherche spatiale, ISRO), ainsi que l’équipe de Chandra (NASA) ont confirmé ultérieurement la vitesse de rotation du trou noir. Révélés par le Tata Institute of Fundamental Research (TIFR), les résultats ont été acceptés pour publication dans la revue The Astrophysical Journal.
Un trou noir
est un objet compact au champ gravitationnel si intense qu'aucune
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astres n'émettent aucune lumière, ils ne peuvent être... [...]
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