Par sa nature intrinsèque, un trou noir exerce une attraction gravitationnelle extrêmement forte, dont l’intensité dépend essentiellement de la masse et de la nature de l’objet astrophysique écrasé pour former le trou noir en question. Autrement dit, l’attraction gravitationnelle d’un trou noir est directement proportionnelle à sa masse. Bien que la formation initiale d’un trou noir aboutisse à une masse fixe, qui dépend principalement de la masse d’une étoile en fin de vie, il grandit continuellement en dévorant des systèmes stellaires et d’autres objets astrophysiques flottant dans son voisinage.
En outre, selon le théorème de Hawking sur la surface des trous noirs, la surface totale d’un trou noir ne peut jamais diminuer. Dans le cas classique où un trou noir fusionne avec un autre, la surface totale augmentera toujours, car les deux trous noirs formeront une seule entité astrophysique unifiée [1, 2]. Cela illustre également la croissance des trous noirs.
Dans une récente série d’événements baptisée AT2022dsb, des astronomes utilisant le télescope spatial Hubble ont observé une zone de gaz entourant un trou noir situé dans la galaxie ESO 583-G004, à environ 300 millions d’années-lumière de la position de Hubble dans l’espace. Les données spectroscopiques suggèrent que cette zone de gaz ressemble essentiellement à un tore et constitue le vestige d’une étoile dévorée par le trou noir. Ces restes gazeux de l’étoile finiront par s’effondrer dans le trou noir et intégrer son contenu physique.
En raison de la distance phénoménale entre Hubble et l’étoile détectée, la détermination exacte des propriétés est difficile, mais grâce à la technique de sensibilité aux ultraviolets de Hubble, les chercheurs ont pu estimer la spectroscopie de l’étoile déchiquetée et vérifier sa composition élémentaire.
Hubble découvre un trou noir affamé tordant l’étoile capturée en forme de beignet
Techniquement, un phénomène où un système stellaire s’approche suffisamment d’un trou noir supermassif pour y être dévoré et déclencher le processus de spaghettification est appelé un événement de perturbation par les marées (TDE). La dernière observation constitue également un exemple de TDE, un phénomène théorisé par Brandon Carter et d’autres au début des années 80.
On ne peut pas non plus ignorer que des jets de rayonnement émergent du trou noir depuis le disque d’accrétion, projetant d’énormes quantités de matière dans l’espace environnant. Toutefois, l’attraction gravitationnelle équilibre largement ce phénomène, de sorte que le système du trou noir reste en équilibre.
Le disque d’accrétion d’un trou noir est essentiellement connu pour faire tourner la matière stellaire à l’intérieur et pour projeter des jets de matière dans le milieu interstellaire. La dernière observation a montré que le rayonnement s’accumule autour du disque du trou noir de telle sorte qu’il prend la forme d’un beignet ou d’un tore. La figure ci-dessous présente une ébauche (par étapes) d’un trou noir tourbillonnant et dévorant le contenu d’un système stellaire proche.
Cette séquence d’illustrations d’artistes montre comment un trou noir peut dévorer une étoile qui le contourne. 1. Une étoile normale passe près d’un trou noir supermassif au centre d’une galaxie. 2. Les gaz externes de l’étoile sont entraînés dans le champ gravitationnel du trou noir. 3. L’étoile est déchiquetée par les forces de marée. 4. Les restes stellaires sont entraînés dans un anneau en forme de beignet autour du trou noir et finissent par tomber dans le trou noir, libérant une énorme quantité de lumière et de rayonnements à haute énergie. Source : NASA, ESA : NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)
Les derniers résultats ont été présentés lors de la 241e réunion de l’American Astronomical Society (AAS) qui s’est tenue à Seattle, dans l’État de Washington. Pour plus de détails sur ces travaux, voir le billet de la NASA sur son site officiel.
Points clés:
Les travaux des physiciens mathématiciens Roger Penrose et Stephen Hawking ont démontré avec succès que les trous noirs sont une prédiction solide de la théorie générale de la relativité d’Einstein. Le domaine de la physique des trous noirs constitue également un aspect fascinant des travaux du physicien Nassim Haramein. Il a découvert une nouvelle solution à la relativité générale d’Einstein en intégrant la dynamique du spin (couple et forces de Coriolis) dans les équations de champ [3]. Dans son modèle, l’espace-temps est lui-même en torsion à toutes les échelles, et ce mouvement en torsion est à l’origine du spin, des échelles microscopiques aux échelles cosmologiques, ce qui explique pourquoi, selon son modèle, tous les trous noirs tourneraient. En outre, son modèle holofractographique suggère également que la structure d’un trou noir ressemble davantage à un tore, permettant à l’information de s’effondrer et de s’étendre depuis la singularité centrale.
À la lumière des dernières observations du télescope Hubble, il est évident que les données confirment et apportent un poids considérable aux idées de Nassim sur les trous noirs. En effet, selon les théories de Nassim, la dynamique des trous noirs reproduit une structure de tore double, et les récentes observations peuvent potentiellement être intégrées de manière cohérente à cette proposition.
De plus, une formulation cohérente des données disponibles sur l’accrétion des trous noirs, les TDE et le modèle du double tore pourrait révéler de nouveaux aspects fascinants de la physique des trous noirs. Cette perspective unifiée dans le cadre du modèle holographique global peut à son tour résoudre des problèmes concernant les trous noirs qui représentent actuellement un défi majeur pour les modèles cosmologiques standard.
Références
[1] S. W. Hawking, Gravitational Radiation from Colliding Black Holes, Phys. Rev. Lett. 26, 1344 (1971).
[2] J. M. Bardeen, B. Carter & S. W. Hawking, The four laws of black hole mechanics, Communications in Mathematical Physics 31, 161–170 (1973)
[3] Haramein, N., and Rauscher, E. A. (2005). The origin of spin: A consideration of torque and Coriolis forces in Einstein’s field equations and grand unification theory. Beyond The Standard Model: Searching for Unity in Physics, 1, 153-168.
