Trous noirs supermassifs

En mai 2010, des astronomes assistaient « en temps réel » à l’aspiration d’une étoile par un trou noir supermassif. La scène, qui se déroulait au cœur d’une galaxie située à 2,7 milliards d’années-lumière, confortait l’idée que  les trous noirs étaient d’insatiables dévoreurs de matière. Mais pour contredire cette mauvaise réputation, le physicien Ryan Chornock écrivait ceci deux ans plus tard dans la revue Nature :  

Les trous noirs sont un peu comme les requins, on considère à tort que ce sont de perpétuelles machines à tuer. En réalité, ils restent calmes durant la majeure partie de leur vie. Mais occasionnellement, si une étoile s’aventure trop près, c’est là que la frénésie carnassière se déclenche

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Le festin de ces ogres ne se produirait en réalité que tous les 10.000 à 100.000 ans.  

En 2014 dans le film Interstellar, le trou noir supermassif portait le nom de Gargantua ce qui est tout à fait justifié pour qualifier ces « aspirateurs cosmiques » qui font de quelques millions à plusieurs milliards de masses solaires.  

Ces trous noirs supermassifs occupent le centre de la plupart des grosses galaxies. Et la voie lactée n’échappe pas à la règle avec le trou noir Sagittarius A*qui possède une masse de quatre millions de fois celle de notre étoile ce qui fait figure de poids plume par rapport aux autres spécimens présents dans l’Univers.  

Et peut-on observer ces trous noirs ?  

Non car l’attraction gravitationnelle est si forte que rien, ni matière ni lumière, ne s’en échappe. 

Et pourtant, souvenez-vous, en avril 2019, était publiée la première image d’un trou noir, M87*, trou noir supermassif de 6 milliards de masses solaires.  

Curieusement, on aurait pu penser que c’est le trou noir de notre galaxie que l’on parviendrait d’abord à montrer. Mais non, c’est un objet mille fois plus massif qui a permis aux astronomes de réaliser cette image historique en créant un immense télescope virtuel d’une ouverture théorique égale au diamètre de la Terre.  

Alors on ne peut pas dire que l’on « voit » le trou noir sur cette image. Il s’agit plutôt de son ombre avec le flot de gaz qui l’entoure à la manière d’un donut. Mais il s’agit de la preuve directe de l’existence de ces objets prédits par la théorie de la relativité générale. 

Et sait-on comment se forment ces monstres ?  

Cette question fondamentale restait jusqu’à maintenant un mystère pour l’astrophysique et la cosmologie. Mais la découverte très récente, grâce aux ondes gravitationnelles, d’une nouvelle population de trous noirs : ceux de masses intermédiaires, pourrait être la clef de cette énigme. La fusion de ces objets célestes plus petits pourrait en effet être à l’origine des trous noirs supermassifs présents au cœur des galaxies.  

La question est d’importance et nous en parlerons cet AM avec l’astrophysicienne Françoise Combe, la nouvelle médaille d’or du CNRS.