Ca c’est du trou noir, du vrai ! 8


Au centre de notre Galaxie, la Voie Lactée, se trouve un trou noir qui pèse comme 2.7 millions de Soleils, et parmi les millions d’autres on vient d’en trouver un tout petit, lourd comme 3.6 Soleils seulement. Avant que celui de 10-57 masses Solaires nous dévore tous (arf!) voici des nouvelles d’un vrai monstre : OJ287.

OJ287 est un quasar, une galaxie très lointaine (3.5 milliards d’années lumière) dont le cœur est extrêmement lumineux, ce qui fait qu’on l’observe depuis plus d’un siècle. Or, approximativement tous les 12 ans, sa luminosité augmente en produisant deux flashes successifs.

En 1980, l’équipe finlandaise de Mauri Valtonen a proposé une explication au phénomène : OJ287 serait composé de deux trous noirs, l’un de 100 millions de masses solaires, soit 40 fois plus que celui du centre de la Voie Lactée. Et celui là, ce serait le petit : il tournerait autour d’un autre, de 18 milliards de Soleils ! Les flashes se produiraient lorsque le petit traverserait par deux fois le disque d’accrétion du grand, comme illustré sur la figure ci-contre.

Le disque d’accrétion, c’est de la purée de matière en orbite à la vitesse de la lumière autour du trou noir, une sorte de LHC naturel avec des étoiles à la place des protons, si vous voulez vous faire une idée …

Tout ceci n’aurait été que pure spéculation si les finlandais n’avaient pas prédit la date des prochains flashes : le 13 septembre 2007. Et à cette date, des dizaines de téléscopes autour de la Terre ont enregistré le phénomène, validant du même coup beaucoup de choses:

  1. Les masses du duo de trous noirs : OJ 287 est le plus gros jamais mesuré, 6x plus lourd que le numéro 2.
  2. La théorie de la relativité. Albert avait expliqué la mystérieuse précession de l’orbite de Mercure de 0.1 degré par siècle, et ici les mêmes équations se sont révélées absolument parfaites et valables pour un objet monstrueux dont l’orbite se décale de 39 degrés par période de 12 ans !
  3. L’émission d’ondes gravitationnelles. Avec les instruments les plus sensibles actuellement, on a toujours pas réussi à mesurer ces ondes prévues par la Théorie, faute de phénomènes impliquant des masses importantes à portée de main. Or Valtonen a pu calculer que si OJ 287 ne dissipait pas d’énergie sous forme d’ondes gravitationnelles, les flashes se produiraient 20 jours plus tard.

Observation, Hypothèse, Validation expérimentale : ça c’est de la Science ! Avec du rêve en prime. J’attends avec impatience des images de synthèse qui montreraient à quoi ressemble le feu d’artifice vu de moins loin.

Sources:

  • http://goulu.net Dr. Goulu

    juste pour ajouter de l’huile sur le feu : donc nous avons un trou noir énorme entouré par un disque d’accrétion tournant à la vitesse de la lumière qui croise un autre disque d’accrétion plus grand. Que se passe-t-il ?

    C’est très compliqué dit Albert, mais commençons simple comme Isaac : on a des teratonnes de matière qui vont du grand disque d’accrétion dans le petit trou noir quand il traverse, et des gigatonnes de plasma des deux disques qui se rentrent dedans, en sens inverse par endroits. Un LHC titanesque qui fonctionne tous les 12 ans pendant des millions, voire des milliards d’années, sans parler de ce qui va se passer quand les deux trous noirs fusionneront …

    Et quelques physiciens qui jouent avec des protons risqueraient de casser quelque chose de ce bel univers ? Prétentieux, va !

  • http://www.vicnent.info/blog/ Vicnent

    hum…

    1/ un trou noir qui traverserait le disque d’accrétion d’un autre trou noir ?

    2/ théorie : tous les nombres premiers sont pair. Faisons une expérience : je prends 2 ; Oui, deux est pair et premier. Pour l’instant, ma théorie est donc bonne.

    3/ sinon, il ne me semble pas qu’un quasar soit une galaxie…

    4/ « Le disque d’accrétion, c’est de la purée de matière en orbite à la vitesse de la lumière autour du trou noir » : c’est plutôt vers la singularité

  • http://goulu.net Dr. Goulu

    1/ oui, pourquoi pas ?

    2/ (j’ai du réfléchir pour voir le rapport… )L’argumentation est beaucoup plus forte si tu dis « si j’ai raison, le prochain chiffre devrait être 4″. Et c’est ce qui s’est passé ici avec la prédiction de la date du prochain croisement. Et comme c’est tous les 12 ans – quleques jours dus à la perte d’énergie par ondes gravitationnelles, en 2019 on vérifiera l’arrivée de « 6″

    3/ en suivant le link vers « quasar » sur la Wikipedia : On pense que les quasars gagnent en puissance par l’accrétion de matière autour des trous noirs supermassifs qui se trouvent dans le noyau de ces galaxies, faisant des « versions lumineuses » de ces objets connus comme étant des galaxies actives. Aucun autre mécanisme ne parait capable d’expliquer l’immense énergie libérée et leur rapide variabilité.

    4/ pas besoin d’aller à la singularité, c’est à l’horizon des événements, donc à une distance égale au rayon de Schwarzschild du trou noir qu’il faudrait une vitesse radiale égale à la vitesse de la lumière pour ne pas tomber dedans. Il existe donc bien une orbite à l’extérieur de l’horizon pour laquelle la vitesse orbitale est égale à celle de la lumière. Cette orbite (stable) est celle de l’intérieur du disque d’accrétion. (discussion ici et ici). Un trou noir se comporte donc bel et bien comme un énorme accélérateur gravitationnel.

    1/ bis : donc quand une étoile, voir un autre trou noir traverse le disque, ça fait des étincelles …. qu’on voit à 7.5 milliards d’AL de distance !

    Note : Je ne prétends pas être un spécialiste des disques d’accrétion d’autant que ça a l’air d’un sujet de recherche en pleine activité …

  • http://www.vicnent.info/blog/ Vicnent

    1/ parce qu’il me semblait que le disque d’accrétion était sous l’horizon.
    Sinon, de fait, il est infini mais perd de sa force en 1/r².
    Il semblerait donc que le disque d’accrétion soit au dela de l’horizon.
    donc « Le disque d’accrétion, c’est de la purée de matière en orbite à la vitesse de la lumière autour du trou noir,  » est une affirmation fausse. (voir 4 du premier commentaire de ma part)

    2/ « Tout ceci n’aurait été que pure spéculation si les finlandais n’avaient pas prédit la date des prochains flashes : le 13 septembre 2007″ donc pour l’instant, la théorie est donc bien vérifiée. Et uniquement vérifiée.
    C’est juste le terme de « pure spéculation » qui me gène. Je lui préfère « théorie » + adjectif indiquant qu’elle est élaborée à partir d’élement sérieux et crédibles (données quantitative, mesurables, …)

    3/ RAS

    4/ voir 1

    V.

  • http://goulu.net Dr. Goulu

    1/ techniquement, à 1.5 x l’horizon se trouve la « Sphère de lumière » formée de photons en orbite circulaire (instable) autour du trou. (voir les liens vers les discussions dans le commentiare plus haut) Et à 1.51 x l’horizon, se trouve de la purée d’étoile qui tourne à presque C. Certains chercheurs ont déterminé que le disque d’accrétion est entrainé par la rotation du trou à la même vitesse. Mais s’il tourne vite (probable suite à l’effondrement) et que R est grand, ceci peut signifier que le trou accélère la rotation du disque. Donc je maintiens : les trous noirs supermassifs sont des accélérateurs de particules naturels.

    2/ ok, « pure spéculation » fait un peu économique. En physique, on trouve beaucoup de « théories » qui sont des « toy models », (genre univers à 27 dimensions) correspondant parfaitement aux mesures. Ce qui fait qu’on peut mettre un T majuscule à une Théorie, c’est sa capacité de prédiction.

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