Nous Allons Peut-Être Assister À La Collision De Deux Trous Noirs

Imagine un trou noir : un objet spatial d’une densité terrifiante qui attire vers lui tout ce qui se trouve dans son voisinage. Rien ne lui échappe, pas même un rayon de lumière. Et maintenant, imagine que deux de ces monstres entrent en collision ! Effrayant ? Et comment ! Des astronomes ont repéré deux trous noirs supermassifs en train de se régaler de la matière cosmique de deux galaxies en cours de fusion.

Ce phénomène est le plus proche d’une collision de trous noirs que nous ayons jamais vu. Les trous noirs supermassifs sont les plus gros de tous les trous noirs existants. Leur masse peut être des centaines de milliers, voire des millions ou des milliards de fois supérieure à celle de notre soleil. Deux de ces géants ont récemment été détectés à l’aide d’un réseau de télescopes situés dans le désert d’Atacama, au nord du Chili. À l’origine, les astronomes utilisaient ces télescopes pour observer deux galaxies en train de fusionner, situées à environ 500 millions d’années-lumière de la Terre.

Grâce à une vigilance de tous les instants, les scientifiques ont également remarqué que deux gigantesques trous noirs grandissaient l’un à côté de l’autre. Apparemment, ces trous noirs se seraient rapprochés lors de la collision de leurs galaxies hôtes. L’un d’eux est environ 200 millions de fois plus massif que notre soleil. L’autre est un peu plus petit, seulement 125 millions de fois plus massif. Nous ne pouvons pas voir ces trous noirs directement.

Si tu voyageais jusqu’à un trou noir, tu ne le remarquerais pas avant qu’il ne soit trop tard. Le seul détail qui trahirait l’approche de cet objet serait un léger floutage des étoiles lointaines, dû à l’effet de lentille gravitationnelle du trou noir. Les deux trous noirs dont il est question ici ne sont pas différents. Ils ne sont pas visibles directement, mais sont entourés d’amas de gaz chauds et d’étoiles qui s’en sont approchés sous l’effet de leur attraction gravitationnelle. Le temps passant, ces trous noirs commenceront à tourner l’un autour de l’autre. Et ils finiront par entrer en collision, créant un seul trou noir — probablement encore plus gros.

Les scientifiques ont observé ces trous noirs sur plusieurs longueurs d’onde et sont parvenus à la conclusion qu’ils sont uniques. On n’a jamais vu deux trous noirs aussi près l’un de l’autre. La distance qui les sépare n’est que de 750 années-lumière — d’un point de vue astronomique, cela veut dire qu’ils sont très proches. Plus intéressant encore, cette distance est proche de la limite de ce que les technologies modernes peuvent détecter. En effet, des fusions aussi gigantesques se produisent généralement dans des galaxies lointaines. Il est donc difficile pour nos télescopes de les observer. Mais grâce à l’ALMA, les astronomes on pu observer ces régions brillantes et compactes où la matière tourbillonne autour des trous noirs. Imagine la surprise des scientifiques lorsqu’ils ont découvert deux trous noirs au lieu d’un en train de dévorer la poussière et le gaz soulevés par cette immense fusion !

Les fusions de galaxies sont beaucoup plus fréquentes dans l’Univers lointain. Cette découverte pourrait signifier que les trous noirs jumelés sont beaucoup plus courants qu’on ne le pensait jusqu’à présent. Et s’ils s’avèrent être plus répandus, notre étude des ondes gravitationnelles pourrait s’en trouver facilitée. Ces ondes (également connues sous le nom d’ondulations de l’espace-temps) apparaissent lorsque des trous noirs entrent en collision.

En ce qui concerne les deux trous noirs récemment découverts, il leur faudra peut-être encore plusieurs centaines de millions d’années avant de s’écraser l’un contre l’autre. Mais en les observant, les scientifiques peuvent déterminer combien de trous noirs sont sur le point d’entrer en collision dans l’Univers. En outre, cela pourrait nous permettre de mieux comprendre ce qui se passera lorsque notre galaxie, la Voie lactée, entrera en collision avec la galaxie d’Andromède, dans environ 4,5 milliards d’années.

Par ailleurs, la première photo d’un trou noir a été prise en 2019. Une équipe internationale de scientifiques composée de plus de 200 astronomes a travaillé pendant des années pour obtenir ce résultat. Et leurs efforts ont fini par porter leurs fruits ! Cet objet se trouve à environ 55 années-lumière de la Terre, au centre de la galaxie M87. Tu peux désormais admirer cet étonnant phénomène spatial grâce au travail d’un vaste réseau mondial de télescopes appelé Event Horizon Telescope — ou Télescope de l’horizon des événements.

L’horizon des événements est le point de non-retour situé à la périphérie d’un trou noir. Une fois que quelque chose, par exemple de la matière, un rayonnement ou de la lumière, atteint cette limite, il n’y a plus d’échappatoire. Pour capturer la toute première image d’un trou noir, les scientifiques ont créé un télescope virtuel — qui s’est avéré aussi grand que notre planète — en combinant la puissance de huit radiotélescopes. Ce n’était pas une mince affaire ! Les chercheurs ont dû orienter simultanément leurs télescopes selon un ordre méticuleusement planifié à l’aide d’horloges atomiques.

Et ils ont dû surveiller de près l’humidité de l’air, car trop d’humidité aurait compromis les images. Pour réduire au minimum les risques de pluie, ils ont construit ces télescopes dans des régions très sèches, comme le désert d’Atacama au Chili et au pôle Sud. Au final, le processus ressemblait à une danse soigneusement coordonnée. Mais grâce à ces préparatifs, ils ont pu recueillir 5000 billions d’octets de données en un peu plus de deux semaines !

Ces données ont ensuite été analysées par des superordinateurs, et les scientifiques ont pu obtenir les images qu’ils attendaient depuis si longtemps ! Et ce qu’ils ont trouvé, c’est un trou noir monstrueux mesurant environ 40 milliards de kilomètres de diamètre ! Voici à présent quelques faits super intéressants à propos des trous noirs. Il existe des bébés trous noirs qualifiés de primordiaux — ils sont vraiment minuscules. Ils font entre la taille d’un atome et celle d’une montagne. Une théorie affirme que les galaxies se forment autour des trous noirs. Cela signifie que lorsqu’une grande étoile explose, un trou noir apparaît à sa place. Le reste de la galaxie se forme alors autour de lui.

Il existe un trou noir supermassif en plein milieu de la Voie lactée. Il s’appelle Sagittarius A* [prononcer Sagittarius A étoile] et il est 4 millions de fois plus lourd que le Soleil. Et non, il ne va pas nous avaler ! Il se trouve à plus de 26 000 années-lumière de la Terre. C’est trop loin pour que ce monstre ait une quelconque influence sur notre planète. Outre Sagittarius A*, il existe 100 millions de trous noirs de taille moyenne dans notre galaxie. Peux-tu imaginer combien de trous noirs il y a au total dans les 100 milliards de galaxies existantes ? Je te laisse faire le calcul. Si tu te retrouves un jour près d’un trou noir, prépare-toi à ce que le temps ralentisse considérablement. Si tu n’es pas impatient de vieillir, tout ira bien. Mais ne te laisse pas entraîner vers l’horizon des événements ! Parce qu’on ne te reverra plus...

Les trous noirs ne sont pas des prédateurs affamés qui parcourent l’Univers en s’attaquant à de pauvres planètes innocentes ! Ils se contentent d’engloutir ce qui se trouve près d’eux. En outre, ils rejettent parfois des “boulettes de poussière” de la taille d’une planète. Comment cette matière échappe-t-elle à l’attraction des trous noirs ? Généralement, elle parvient à le faire avant d’avoir franchi le point de non-retour. En fait, dans le cas de Sagittarius A*, ce n’est pas l’attraction gravitationnelle qui devrait nous inquiéter, mais bien ces “boulettes” ! Car notre trou noir monstrueux les projette en direction de la Terre à une vitesse de 32 millions de kilomètres à l’heure. Et si, un jour, l’une d’entre elles nous atteignait ?

Si l’on pouvait réduire la Terre à la taille d’une tomate cerise, elle se transformerait en trou noir. En fait, tu pourrais toi-même en devenir un si tu acceptais d’être réduit à la taille d’un atome. Des astronomes sud-africains ont récemment découvert un autre mystère. Dans une région de l’espace lointain, ils ont remarqué que plusieurs trous noirs situés dans différentes galaxies s’alignaient dans la même direction. Et il semble même que leurs émissions de gaz soient synchronisées. À l’heure actuelle, les scientifiques ne savent pas pourquoi et comment des trous noirs situés à environ 300 millions d’années-lumière les uns des autres peuvent agir à l’unisson. C’est une véritable énigme.