Mais le disque n’a pas seulement un rayon externe limite, il a aussi un rayon interne limite, qui est celui où la matière commence à tomber directement dans le trou noir sans rayonner. Ce rayon dépend légèrement de la rotation du trou noir (elle peut être importante ou faible, et prograde ou rétrograde par rapport à celle du disque). Ce qui est important, c’est que ce rayon est cette fois proportionnel à la masse du trou noir. Donc, il y aura une limite à l’existence d’un disque d’accrétion lorsque le rayon externe et le rayon interne seront égaux, ce qui se produit à peu près pour une masse de 50 milliards de masses solaires. Pour l’heure, nous n’avons jamais détecté de trou noir aussi gros. Le record est actuellement détenu par l’objet S5 0014+81 dont la masse est estimée à quelque 40 milliards de fois celle de notre Soleil.
Tout cela implique que s’il existe des trous noirs de masse supérieure à cette valeur, ils ne peuvent pas rayonner, et donc apparaître comme des quasars (bien entendu, le physicien précise tout de même que cette « limite » de 50 milliards de masses solaires pour un trou noir, n’est pas une limite absolue. Au vue de l’étendue de l’univers, il est fort probable qu’on fasse encore beaucoup de découvertes à ce sujet). Cependant, on peut calculer la luminosité maximum d’un trou noir de masse donnée (ces calculs sont basés sur des estimations car nous ne connaissons pas avec certitude la rotation précise du trou noir). Sa luminosité est également proportionnelle à la masse du trou noir : c’est ce que l’on nomme la « luminosité d’Eddigton » atteinte lorsque la pression du rayonnement émis est égal à la force gravitationnelle. Ainsi, pour un trou noir de 50 milliards de masses solaires, elle est égale à 6-7 1048 ergs/s, qui est justement la luminosité des quasars les plus lumineux observés jusqu’à aujourd’hui.
Pourra-t-on un jour observer des luminosités et des masses plus grandes encore ?
Probablement oui. Car même sans disque d’accrétion, un trou noir même ultramassif qui se fera forcément des plus discrets, restera néanmoins possible à détecter en raison de la distorsion que sa masse énorme fera subir à l’espace-temps ! Un tel trou noir gargantuesque pourrait par exemple se trahir en courbant les rayons lumineux émis par une éventuelle galaxie située derrière lui, ce qui en ferait apparaître plusieurs images : ce phénomène porte le nom de lentille gravitationnelle.
Un trou noir
est un objet compact au champ gravitationnel si intense qu'aucune
matière ni aucun rayonnement ne peut s'en échapper. Puisque ces
astres n'émettent aucune lumière, ils ne peuvent être... [...]
Une galaxie est une grande structure cosmique composée d'un
assemblage d'étoiles, de gaz et de poussières. Il en existe
plusieurs types, classés selon leur masse et leur morphologie,
formées à différentes... [...]