la graine

Observatoire de la Côte d'Azur (Nice), CNRS, Université Côte d'Azur (Nice) 

Laboratoire Joseph-Louis Lagrange (mathématicien et astronome, né en Italie 1736-1813. Descendant de René Descartes). Laboratoire pluridisciplinaire 

Big Bang. Premières fractions de seconde. Avant la naissance des étoiles et des galaxies. Les trous noirs primordiaux seraient issus de fluctuations quantiques du plasma -un grand nombre de particules de natures différentes, qui interagissent entre elles et avec l'environnement

Leur masse variait de quelques grammes, à plusieurs centaines de milliers de masses solaires 

Les plus légers se sont évaporés  

Seuls les trous noirs dont la masse dépassait un seuil, sont observables aujourd'hui ; pas plus gros qu'un atome 

Il est possible que les restes des premiers trous noirs primordiaux soient toujours présents 

Des reliques de l'ère de Planck, juste après le Big Bang (impossible à décrire, à l'aide des théories actuelles) 

Des cicatrices de l'origine, à la taille infinitésimale 

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Dès les premiers instants, des trous noirs très massifs ? 

Deux hypothèses 

Ils naissent petits, puis grossissent très vite  

ou ils naissent, déjà massifs ?  

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Si elle était prouvée, l'existence des trous noirs primordiaux apporterait une réponse à des questions fondamentales  

la formation des trous noirs supermassifs, dont les trous noirs primordiaux seraient les graines ? 

la nature de la matière noire (27 % de l'Univers) ? Pourquoi notre Univers se compose de galaxies, d'amas de galaxies, d'immenses vides ? 

Sans matière noire (un nuage sphérique, un halo), notre Voie lactée ne pourrait avoir sa belle forme en spirale actuelle 

Si l'existence de la matière noire n'était pas prouvée, il conviendrait de revoir la théorie de la gravitation d'Einstein 

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En leur centre, les galaxies hébergent (presque ?) toutes un trou noir supermassif, qui a accompagné, structuré leur évolution 

Ces trous noirs sont la source d'énergie  

des quasars, les sources les plus brillantes de l'Univers  

ou des jets supraluminiques (les particules semblent se déplacer plus vite que la lumière), observés dans certaines galaxies 

Résidus d'étoiles massives, des étoiles à neutrons, ont épuisé leur combustible nucléaire et se sont effondrées gravitationnellement 

Elles fusionnent 

Sursaut gamma (photons à haute énergie, du rayonnement électromagnétique)  

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New Scientist 

Astronomy and Astrophysics 

Dans notre galaxie, formé à la suite de l'explosion d'une étoile, un énorme trou noir  

“D'une masse 33 fois supérieure à celle du Soleil. Il n'est dépassé que par  

les trous noirs supermassifs (un million de masses solaires, ou plus)  

et ceux nés de la fusion de plusieurs trous noirs”  

Cet objet céleste, BH3, est le deuxième plus proche de la Terre, à seulement 2 000 années-lumière  

Le premier trou noir le plus proche de la Terre, Gaia BH1 (10 masses solaires), se trouve dans la constellation d'Ophiuchus (le Serpentaire)  

à 1 600 années-lumière de la Terre  

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Aucune lumière ne peut s'échapper d'un trou noir. La plupart d'entre eux sont découverts en repérant la lueur de la matière d'un compagnon stellaire, qui devient extrêmement chaude  

Le compagnon gravite autour du trou noir puis est absorbé  

BH3 est un trou noir silencieux. Dormant 

Il ne dévore aucune matière. Son compagnon stellaire est trop éloigné 

Aucune lumière, aucune énergie, n'est émise 

Télescope de la mission européenne Gaia. Dans le ciel d'été de l'hémisphère Nord, la constellation de l'Aigle 

Découvert par hasard, une étrange oscillation 

Une étoile orbite autour de                       rien 

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La découverte de cet énorme trou noir au sein de la Voie lactée, n'est pas une totale surprise 

Dans d'autres galaxies, grâce aux ondes gravitationnelles, des signes de ce genre ont été repérés  

Ces ondulations de l'espace-temps peuvent être créées par la fusion de deux trous noirs 

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En fin de vie, une étoile massive (plusieurs fois la masse du Soleil) explose 

Supernova 

Les couches extérieures de l'étoile sont soufflées dans l'espace 

Le noyau s'effondre sur lui-même. Folle densité -dans une sphère d'un rayon analogue à celui de Paris, l'équivalent de plusieurs masses solaires  

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Trou noir 

Par son champ gravitationnel, il attire la matière environnante 

Sa masse s'accroît 

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En lui, l'espace devient temps 

Le temps, espace  

Au centre, une singularité 

La densité, la gravité, la courbure de l'espace-temps. Infini 

Les équations d'Einstein ne peuvent décrire cette réalité 

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Selon la théorie du Big Bang, dans les premiers instants de l'Univers, la pression et la température étaient extrêmement élevées. Des fluctuations de densité, ont donné naissance à des trous noirs 

Formés tôt dans l'Univers, lorsque leur masse était inférieure à un seuil critique, les trous noirs se sont évaporés  

Résidus d'étoiles massives après leur mort, les trous noirs de quelques masses solaires ont une température bien inférieure au fond cosmologique (2,7 kelvins, soit -270,5 °C) 

Ils ne se sont pas évaporés 

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5 août 1962. Etats-Unis, Californie. Observatoire du mont Palomar. Découverte du premier quasar (quasi-stellar radio source). 3C273, dans l'amas de la Vierge  

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Une galaxie lointaine. Son noyau actif, extrêmement lumineux 

Au centre, un trou noir supermassif ; un quasar 

Invisible par définition, le trou noir supermassif illumine par son activité (attirer / chauffer la matière environnante), le noyau de la galaxie qui l'abrite 

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Dès les années 1980, la lumière de J0529-4351 est détectée 

Puis, par le satellite Gaia (lancé le 19 décembre 2013 depuis Kourou. Agence spatiale européenne), qui cartographie la Voie lactée  

Mais l'analyse automatique des données assimile cette observation, à une étoile très lumineuse 

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2023. Australie Sud-Est, Nouvelle-Galles du Sud. Près de Coonabarabran, l'Observatoire de Siding Spring  

Le Very Large Telescope (Chili Nord, désert d'Atacama. Observatoire du Cerro Paranal). Le spectrographe X-shooter, qui couvre l'étude des sursauts de rayons gamma  

Il s'agit d'un quasar 

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19 février 2024. Revue scientifique Nature 

Observatoire européen austral (ESO) 

Chili. Very Large Telescope (VLT) 

Quasar record J059-4351  

Canberra. Australian National University (ANU). Pr Christian Wolf, astronome 

« Nous avons découvert le trou noir à la croissance la plus rapide connue à ce jour 

Il a une masse de 17 milliards de soleils 

Par jour, il absorbe un peu plus d'un soleil »  

Le trou noir émet un intense rayonnement, une lumière équivalente à celle de plus de 500 milliards de soleils 

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Sa lumière met 12 milliards d'années à parvenir jusqu'aux instruments du Very Large Telescope 

Il date de l'époque primitive de l'Univers (13,8 milliards d'années) 

En un temps relativement court, une forte croissance  

L'Univers primitif. L'existence d'un objet aussi massif et lumineux, « est difficile à expliquer » 

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6 mars 2024. Site New Atlas 

La galaxie B2 0402+379 est une galaxie radio et elliptique, constituée de deux trous noirs binaires supermassifs  

Au sein de cette galaxie, depuis trois milliards d'années, les deux trous noirs tournent, l'un autour de l'autre 

Relativement proches (24 années-lumière), l'un de l'autre 

Jusqu'à présent, le couple le plus proche connu était séparé par 1 600 années-lumière  

À plusieurs reprises, B2 0402+379 se sont rapprochés 

Puis, éloignés 

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Lorsqu'ils fusionnent, les trous noirs émettent des vibrations. Les ondes déforment l'espace-temps 

Les astronomes détectent ces ondes gravitationnelles 

Plus les trous noirs sont massifs, plus leur coalescence est difficile 

Or, la masse de B2 0402+379 représente 28 millions de fois celle du Soleil  

Un troisième trou noir jouera peut-être les intermédiaires, facilitera leur fusion ? 

Alors, les ondes gravitationnelles émises seront  

cent millions de fois plus puissantes  

que toutes les ondes détectées, jusqu'à présent