Un ventre creux

Ken Tapping, le 12 mars 2014

Dans le ciel cette semaine…

  • Jupiter domine au sud toute la nuit. Mars et Saturne se lèvent vers 23 h et 1 h, respectivement.
  • Vénus apparaît aux alentours de 6 h. Mercure flotte bas dans le ciel aux aurores.
  • La Lune sera pleine le 16 mars.

À cette époque de l’année, on peut voir l’étoile Antarès rougeoyer bas dans le ciel au sud, quelques heures avant l’aube; à gauche de cette étoile, l’amas de la Voie lactée s’épaissit et gagne en luminosité à mesure que l’on descend vers l’horizon. Ce ciel nous accompagnera tout l’été. Avec l’hiver que nous connaissons, il est permis de rêver!

Lorsqu’on regarde l’amas laiteux de la Voie lactée, à quelques degrés au-dessus de l’horizon vers le sud, dans l’axe de la constellation du Sagittaire, on fixe droit vers le cœur de notre galaxie, une galaxie spirale parmi les milliards qui nous entourent. Le cœur de notre galaxie se trouve à une distance de quelque 30 000 années-lumière, une année-lumière correspondant à la distance que parcourt la lumière en une année, soit un peu moins de 10 000 000 000 000 km. D’immenses nuages de gaz et de poussière nous cachent cependant le cœur de la Voie lactée.

Heureusement, l’opacité de ces nuages est nettement moindre dans le spectre des ondes radio et infrarouges. Dès les débuts de la radioastronomie, les chercheurs ont su qu’il y avait un objet étrange au cœur de notre galaxie, qui émettait des ondes radio. Les images infrarouges ont révélé un objet très brillant semblable à une étoile : Sagittarius A. Comme nous savons à quelle distance se trouve cet objet, on peut déduire la quantité d’énergie qu’il libère en mesurant celle qui nous atteint. La somme d’énergie dégagée est telle qu’elle ne peut provenir d’une simple étoile. De plus, les télescopes à rayons X ont révélé des pulsations et des salves de radiations émanant de cet objet.

On peut aujourd’hui mesurer la distance entre deux objets dont l’un est en orbite autour de l’autre et même évaluer le temps qu’il lui faut pour effectuer une révolution complète, puis calculer leur masse à partir de ces résultats. On sait aussi mesurer la vitesse de déplacement des étoiles dans leur galaxie et déduire la distribution de la matière. Les calculs faits pour notre galaxie et bon nombre d’autres indiquent la présence d’objets de petite taille, mais très massifs, en leur centre. Étant donné que les observations dans l’infrarouge ont révélé des étoiles en orbite autour de Sagittarius A, nous avons pu établir sa masse : près de quatre millions de fois celle du Soleil. Le seul objet connu pouvant avoir une telle densité et dégager autant d’énergie est un trou noir. Le champ gravitationnel qui émane d’un trou noir aspire les nuages de poussière ainsi que les étoiles ou planètes qui s’aventurent trop près.

Tandis qu’ils plongent dans une spirale et disparaissent, ces objets deviennent très brûlants et libèrent de l’énergie, surtout sous forme de rayons X. Lorsque toute la matière est avalée, la quantité d’énergie émise s’approche de celle qu’on obtiendrait si la totalité de la matière était convertie en énergie. En comparaison, une centrale thermique d’une capacité de 10 milliards de watts convertit moins de 10 g de carburant en énergie par jour, le reste est perdu. Dans le cas des trous noirs comme celui qui se trouve au centre de notre galaxie, le taux de conversion de la matière en énergie avoisine 100 %. Les salves de luminosité et de rayons X qu’on observe se produisent lorsque le trou noir avale un « gros morceau », comme une étoile.

Nous savons à présent que de nombreuses galaxies ont un trou noir en leur centre. La plupart d’entre eux, dont le nôtre, sont passablement bénins. Il existe toutefois des trous noirs plus massifs qui avalent les entrailles de leur galaxie et rendent leur cœur très lumineux. Très loin dans l’espace, il y a des galaxies abritant des trous noirs gigantesques qui brillent avec plus d’intensité que les restes de leur hôte. Au télescope, ils ressemblent à des étoiles bleutées, d’où le nom de quasar, pour objet quasi stellaire, qu’on leur a donné. En raison de l’intensité des radiations qu’ils dégagent, toute forme de vie telle que nous la connaissons est impossible à proximité. En comparaison, notre trou noir est bien inoffensif et n’a commis aucun méfait grave depuis la formation de la Terre, il y a environ 4,5 milliards d’années.

Ken Tapping est astronome à l'Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches du Canada, à Penticton (C.-B.) V2A 6J9.

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