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Si les trous noirs sont parmi les objets les plus fascinants de notre univers, ils sont également les plus mystérieux. Si nous devions résumer ce qu’est un trou noir, nous pourrions dire que c’est une zone de l’espace dans laquelle la force gravitationnelle est si forte que ni la matière, ni la lumière ne peut s’en échapper : ce qui explique leur absence de couleur. Il existe plusieurs types de trous noirs dont les plus communs sont les trous noirs stellaires qui se forment lorsqu’une étoile meurt, et les trous noirs supermassifs dont on ne sait pas grand-chose sur la formation, mais ils sont présents aux centres de toutes les grandes galaxies — y compris la nôtre.
Un trou noir, c’est aussi un objet extrêmement dense, nous savons d’ailleurs que leurs masses sont proportionnelles à leurs tailles. A titre d’exemple, un trou noir de la taille de Toulouse aurait une masse deux fois et demie supérieure à celle du soleil.
M87, le premier trou noir à être imagé par interférométrie (2019)
Le premier exemple auquel nous pouvons penser lorsque nous abordons le sujet des trous noirs est Sagittarius A*, qui se situe au centre de notre galaxie, à 25 000 années-lumière de la Terre. Il s’agit d’un trou noir supermassif qui est au centre des orbites d’une douzaine d’étoiles. Cet objet céleste mesure seulement deux fois la taille du soleil, mais pèse 4 millions de fois plus. Une telle masse peut paraître colossale, et surtout pour une si petite taille, mais ce n’est qu’un poids plume à côté d’autres trous noirs supermassifs.
Il existe en effet certains trous noirs gigantesques, tant dans leur densité que dans leur taille, mais le plus grand et dense de tous c’est TON-618. Observé pour la première fois en 1957, ce trou noir est l’objet le plus grand et lourd que nous connaissons, il est tout simplement titanesque et dépasse l’entendement. Ce trou noir est un quasar, c’est-à-dire un centre de galaxie (en l’occurrence un trou noir supermassif) entouré par une région extrêmement lumineuse. Les quasars sont d’ailleurs les objets les plus lumineux de tout l’univers. Par exemple, 3C 273 est un quasar situé à 2,5 milliards d’années-lumière de notre planète, et il est visible avec des équipements d’amateur et des petits télescopes, chose complètement impossible si nous voulions observer une étoile étant à une telle distance. TON-618 a, quant à lui, une luminosité correspondant à 140 000 milliards de fois celle du soleil.
Photo de TON 618, à partir des données du Sloan Digital Sky Survey Data Release 9 (DR9)
En termes de taille, le trou noir TON-618 mesure 190 milliards de kilomètres, c’est-à-dire qu’il est 135 000 fois plus grand que le soleil. Rappelons qu’un trou noir seulement deux fois plus grand que le soleil à une masse 4 millions de fois supérieure à celui-ci. Donc la masse de notre trou noir est réellement inimaginable, elle est en l’occurrence 66 milliards de fois plus grande que celle du soleil, c’est à dire .
Nous ne pouvons pas nous représenter de telles valeurs, en effet nous habitons sur une planète qui est plus de 30 millions de fois plus petite en taille que ce géant, et pèse 20 milliards de fois moins. En termes de comparaison, si la Terre était une balle de tennis, alors TON-618 aurait la taille de la Lune. Et si un humain voulait traverser une telle étendue, il mettrait plus de 10 milliards d’années à y parvenir.
Aujourd’hui, pas moins de 30 quasars ont été découverts, ces objets restent rares et mystérieux, tant leurs propriétés sont impressionnantes. En somme, le trou noir TON-618 et ses dimensions inimaginables nous rappellent combien nous sommes petit dans l’Univers, et à quel point ce qui nous entoure est infiniment grand.
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