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Univers. Les trous noirs pourraient atteindre des tailles gigantesques

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Une étude récente suggère l’existence possible de « trous noirs incroyablement grands », ou SLABS, (Stupendously LArge Black holeS), encore plus grands que les trous noirs supermassifs déjà observés au centre des galaxies. (Image : Joseph Mucira / Pixabay)

Une étude récente suggère l’existence possible de « trous noirs incroyablement grands » ou  SLABs (Stupendously LArge Black holeS), encore plus grands que les trous noirs supermassifs déjà observés au centre des galaxies. La recherche, dirigée par Bernard Carr, professeur émérite de mathématiques et d'astronomie à l'Université Queen Mary de Londres, en collaboration avec F.Kühnel (Münich) et L.Visinelli (Frascati), a étudié comment ces SLABs pourraient se former et quelle pourrait être leur taille limite.

Cette image simulée par ordinateur montre un trou noir supermassif au cœur d’une galaxie. La région noire au centre représente l’horizon du trou noir, où aucune lumière ne peut échapper à la prise gravitationnelle de l’objet massif. La puissante gravité du trou noir déforme l’espace autour de lui comme un miroir déformant de parc d’attractions. La lumière des étoiles d’arrière-plan est étirée et étalée alors que les étoiles survolent le trou noir. (Image: NASA, ESA et D. Coe, J. Anderson et R. van der Marel
Cette image simulée par ordinateur montre un trou noir supermassif au coeur d’une galaxie. La région noire au centre représente l’horizon du trou noir, où aucune lumière ne peut échapper à l'emprise gravitationnelle de l'objet massif. Par sa gravité extrême, un trou noir déforme l’espace autour de lui comme un mirage. La lumière des étoiles en arrière-plan est étirée et étalée alors que les étoiles survolent le trou noir. (Image: NASA, ESA et D. Coe, J. Anderson et R. van der Marel (STScI))

Bien qu’il existe des preuves de l’existence de trous noirs supermassifs (TNSM) dans les noyaux galactiques - avec une masse d’un million à 10 milliards de fois celle du Soleil - des études antérieures ont suggéré qu'il existerait une limite supérieure à leur taille en raison de la manière dont ces trous noirs se forment et se développent. L’existence de SLABs encore plus massifs pourrait fournir aux chercheurs un outil puissant pour tester les modèles cosmologiques et améliorer notre compréhension de l’univers primitif.

Remettre en question les idées existantes

Jusqu'à présent les chercheurs ont estimé que les trous noirs supermassifs se forment dans une galaxie hôte et atteignent leur taille gigantesque en avalant des étoiles et des gaz de leur environnement ou en fusionnant avec d’autres trous noirs. Dans ce cas, il existe une masse limite supérieure à environ 100 milliards de masses solaires. Dans cette étude, les chercheurs proposent une autre possibilité quand à la formation de ces trous noirs supermassifs, qui échapperait à cette limite. Ils suggèrent que les SLABs pourraient être une autre sorte de trous noirs « primordiaux », qui se seraient formés au cours des premiers instants de l’Univers et bien avant les galaxies.

Comme les trous noirs « primordiaux » ne se forment pas à partir de l'effondrement d’une étoile, ils pourraient présenter un large éventail de masses, de très petites à gigantesques. Le professeur Bernard Carr a déclaré : « Nous savons déjà que les trous noirs existent dans une vaste gamme de masses, avec un trou noir supermassif de quatre millions de masses solaires se trouvant au centre de notre propre galaxie. Bien qu’il n’y ait actuellement aucune preuve de l’existence de SLABs, il est concevable qu’ils puissent exister et qu’ils puissent également résider à l’extérieur des galaxies dans l’espace intergalactique, avec des conséquences observationnelles intéressantes ».

« Cependant, étonnamment, l’idée des SLABs a été largement négligée jusqu’à présent. Nous avons proposé des options sur la façon dont ces SLABs pourraient se former et espérons que notre travail commencera à motiver les discussions au sein de la communauté ».

Comprendre la matière noire

On pense que la matière noire représente environ 80% de la masse de l’Univers. Bien que nous ne puissions pas la voir, les chercheurs pensent que la matière noire existe en raison de ses effets gravitationnels sur la matière visible, telle que les étoiles et les galaxies. Cependant, nous ne savons toujours pas ce qu’est la matière noire.

Les trous noirs primordiaux sont des candidats potentiels à la matière noire. L’idée de leur existence remonte aux années 1970, lorsque les professeurs Bernard Carr et Stephen Hawking ont suggéré que dans les premiers instants de l’Univers, des fluctuations de sa densité auraient pu entraîner l’effondrement de certaines régions en trous noirs. Le professeur Bernard Carr a déclaré : « Les SLABs à eux seuls ne pourraient pas fournir la matière noire, mais s’ils existent, cela aurait des implications importantes pour l’Univers primitif et rendrait plausible l'idée que des trous noirs primordiaux plus légers puissent le faire ».

Fourni par : Université Queen Mary de Londres (Note : le contenu et la longueur des documents peuvent être modifiés).

Rédacteur Nello Tinazzo

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