trous noirs - ganymede
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TROUS NOIRS ET AUTRES ASTRES ETRANGES Astro Découverte 1 Astro Découverte TROUS NOIRS ET AUTRES ASTRES ETRANGES Les astres denses issus de la mort des étoiles ˜ en fin de vie, une étoile explose ou éjecte progressivement une partie de sa matière ˜ mais il reste une sorte de noyau: très petit par rapport à la taille initiale de l ’étoile, mais pourtant très lourd ! Þ Car une grande partie de la matière de l ’étoile s ’est concentrée dans un petit volume, comme si l ’étoile s ’était « ratatinée » sur elle-même ! - On parle d ’ « effondrement gravitationnel » Þl ’astre qui reste après la mort de l ’étoile est une naine blanche, ou une étoile à neutrons, ou un trou noir 2 Astro TROUS NOIRS Découverte ET AUTRES ASTRES ETRANGES La densité ˜ La densité de la matière, c ’est sa « concentration »: à volume égal, une matière dense pèse plus lourd qu ’une matière peu dense ˜ Les astres issus de la mort des étoiles sont beaucoup plus denses que toutes les matières que nous connaissons 3 Astro Découverte TROUS NOIRS ET AUTRES ASTRES ETRANGES Exemples de densités plomb fer 11,3 aluminium 7,9 2,70 eau densité moyenne de 1 la Terre 5,5 trou noir « stellaire » 14 >10 étoile à neutrons 1014 naine blanche 106 4 Astro Découverte TROUS NOIRS ET AUTRES ASTRES ETRANGES Etoiles à neutrons et pulsars ˜ Les étoiles à neutrons sont formés de particules élémentaires, appelées neutrons, collés les uns aux autres (alors que dans la matière ordinaire les neutrons sont éloignés les uns des autres) ˜ Ces astres tournent très rapidement sur euxmêmes et émettent parfois des ondes radio perceptibles depuis la Terre: on parle alors de pulsar. Un pulsar a été détecté au centre de la nébuleuse du Crabe 5 Astro Découverte TROUS NOIRS ET AUTRES ASTRES ETRANGES Les trous noirs ˜ Un trou noir n ’est pas un « trou », mais bien un astre ! Un astre noir, et extrêmement dense... ˜ Pourquoi noir ? Þ Parce qu ’il ne peut émettre aucune lumière vers nous Þ Pourquoi ? Þ Parce qu ’il exerce une extraordinaire force d ’attraction sur tout ce qui l ’entoure: si forte qu ’il attire tout vers lui, même la lumière ! 6 Astro TROUS NOIRS Découverte ET AUTRES ASTRES ETRANGES Pourquoi un « trou » ˜ Les astres très denses déforment l ’espace qui les entoure Þ théorie de la relativité générale d ’Albert Einstein ˜ Un trou noir déforme tellement l ’espace qu ’il crée une sorte de tourbillon, qui aspire tout ce qui passe à proximité Vue d ’artiste d ’un trou noir 7 Astro TROUS NOIRS Découverte ET AUTRES ASTRES ETRANGES Des trous noirs plus gros... ˜ Les trous noirs issus de la mort d ’une étoile ne sont pas très gros (pas très massifs) ˜ Il existe d ’autres sortes de trous noirs, beaucoup plus gros, comme par exemple au centre de certains amas globulaires Þ ils se sont peut-être produit à la suite de l ’effondrement de plusieurs étoiles les unes sur les autres... 8 Astro Découverte TROUS NOIRS ET AUTRES ASTRES ETRANGES Les trous noirs géants ˜ Des trous noirs ont été détectés au centre de certaines galaxies ˜ Ce sont des trous noirs géants (ou trous noirs « super massifs ») ˜ Il y en a un au centre de notre galaxie, la Voie Lactée: sa masse est estimée à 3 millions de fois la masse du Soleil 9 Astro Découverte TROUS NOIRS ET AUTRES ASTRES ETRANGES Comment détecte-t-on les trous noirs ? ˜ Les trous noirs n ’émettent pas de lumière ni aucun rayonnement: on ne peut donc les observer directement ˜ mais il existe des méthodes de détection: Þ la matière qui passe à proximité, au moment où elle tombe dans le « tourbillon », émet d ’intenses rayonnements (des rayons X surtout), que l ’on peut détecter Þ on peut observer les étoiles voisines d ’un trou noir géant: elles tournent autour du trou noir, à une vitesse qui dépend de la masse du trou noir - plus le trou noir est massif, plus l ’étoile tourne vite ! cela permet de calculer la masse du trou noir 10 Astro Découverte TROUS NOIRS ET AUTRES ASTRES ETRANGES L ’étude du centre de la Voie Lactée: les rayonnements ˜ Une intense source de rayonnement (ondes radio et rayons X) a été détectée au centre de la Voie Lactée ˜ Cette source est appelée « Sagitaire A » (SgrA) Le centre de la Voie Lactée vu par le télescope spatial Chandra (rayons X) 11 Astro Découverte TROUS NOIRS ET AUTRES ASTRES ETRANGES Mouvements d ’étoiles au centre de la Voie Lactée ˜ Le mouvement d ’ étoile proche de Sgr A a été étudié pendant 10 ans: elle tourne à plus de 5000 km par seconde autour de Sgr A, ce qui prouve la présence d ’un astre super massif 12 Astro TROUS NOIRS Découverte ET AUTRES ASTRES ETRANGES Les quasars ˜ Certaines galaxies ont un noyau extraordinairement lumineux: on parle de glaxies « actives » ou de « quasars » Þ on peut ainsi les voir même si elles sont extrêmement lointaines Þ on pense que cette luminosité est produite par des phénomènes au voisinage d ’un trou noir super massif, qui attire à lui des étoiles: les étoiles se mettent à aller très vite, se cognent, ou explosent, et vont s ’écraser sur le trou noir... Le quasar QSO 1229+204 vu par le télescope Hubble 13
