Qu’est-ce qu’un trou noir ?

Trou noir dans l'espace

Les trous noirs font indubitablement partie des phénomènes les plus intrigants et fascinants de l’Univers. Pour information, il a fallu plus d’un demi-siècle après l’élaboration de la théorie de la relativité par Einstein, en 1915, pour que les trous noirs soient véritablement considérés comme étant un objet physique. D’ailleurs, c’est seulement en 2019 qu’un trou noir parvient pour la toute première fois à être imagé. Mais, en fait, qu’est-ce qu’un trou noir et comment se forme-t-il ? Nous vous expliquons tout dans cet article.

Certaines étoiles deviennent des trous noirs

Les trous noirs naissent des étoiles, mais toutes les étoiles ne deviennent pas des trous noirs. Pour rappel, une étoile est une boule de gaz composée principalement d’hydrogène. Cette dernière fabrique des atomes de plus en plus lourds grâce à des réactions nucléaires de fusion. Lors de ces réactions, deux noyaux légers fusionnent pour former un noyau plus lourd. Et ce processus dégage énormément d’énergie qui explique la brillance de l’étoile.

Deux forces interagissent au cœur de l’étoile. D’un côté, la « pression radiative » dilate l’étoile et fait baisser sa température. D’un autre côté, la gravité augmente au contraire la température de son cœur pour faire fusionner des éléments encore plus lourds. Ainsi, cela pousse l’étoile à s’écrouler sur elle-même.

Illustration d'un trou noir

Un trou noir peut même absorber la lumière

Ainsi, toutes les étoiles sont soumises à ces deux forces. Toutefois, les étoiles qui ont une masse équivalant à la moitié de la masse solaire se font dominer par la pression radiative, et deviennent des naines brunes en perdant leur brillance. Tandis que les étoiles dotées d’une masse supérieure à la masse solaire voient leur densité augmenter jusqu’à ce qu’elles explosent en supernova, et éjectent leur enveloppe dans l’espace. Si cette étoile résiduelle fait une masse de plus de 3,2 fois celle du Soleil, alors elle deviendra un trou noir.

Par conséquent, un trou noir n’est pas un vide dans l’espace mais une région de l’espace où s’accumule une gigantesque quantité de matière. D’ailleurs, le champ gravitationnel d’un trou noir est si intense qu’aucune matière qui y entre ne peut en ressortir, pas même la lumière.

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