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Cette animation de la NASA montre deux trous noirs supermassifs dansant l'un autour de l'autre

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Cette animation de la NASA montre deux trous noirs supermassifs dansant l'un autour de l'autre
Deux trois noirs se tournent autour. © NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman and Brian P. Powell

Au cœur de chaque galaxie se trouve un trou noir, où la gravité est si forte que rien ne peut échapper à sa limite. Parfois, lorsque deux galaxies fusionnent, leurs trous noirs sont pris au piège, tournant perpétuellement l'un autour de l'autre dans un tango interstellaire. Une nouvelle animation de la NASA révèle ce à quoi pourrait ressembler une paire de trous noirs supermassifs en orbite, appelée système binaire, en action.

Dans la visualisation, les trous noirs sont marqués par des couleurs différentes. Le trou noir orange est 200 millions de fois plus massif que le Soleil. Son compagnon bleu pèse environ la moitié de ce poids. Tous deux sont entourés d'anneaux lumineux de gaz chauds et de débris spatiaux, appelés disque d'accrétion.

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Lorsqu'un trou noir se déplace devant l'autre, sa forte gravité déforme la lumière provenant du disque d'accrétion de son partenaire. En conséquence, le trou noir à l'arrière-plan donne l'impression de se déformer en morceaux qui suintent autour de l'autre — un peu comme un miroir déformant. Lorsque les trous noirs passent l'un à côté de l'autre, ces morceaux déformés semblent se recoller.

Les trous noirs ont une apparence différente selon le point de vue où l'on se trouve

Selon Jeremy Schnittman, astrophysicien de la NASA qui a créé la nouvelle animation, les trous noirs semblent plus petits lorsqu'ils se rapprochent du spectateur et plus grands lorsqu'ils s'éloignent de l'arrière-plan.

À l'aide d'un groupe de superordinateurs, Jeremy Schnittman a pu calculer, image par image, la façon dont la lumière provenant des deux disques d'accrétion se courberait lorsque les deux trous noirs danseraient l'un autour de l'autre. Normalement, ces calculs auraient pris une dizaine d'années sur un ordinateur de bureau moderne, mais l'astrophysicien les a effectués en une journée environ.

Sa visualisation montre que les composants des trous noirs changent d'aspect selon la façon dont on les regarde. Vu de dessus ou de dessous, le disque d'accrétion de chaque trou noir ressemble à un cercle presque parfait, avec une image minuscule de son partenaire reflétée près du centre.

"Un zoom sur chaque trou noir révèle des images multiples et de plus en plus déformées de son partenaire", a déclaré JeremySchnittman dans un communiqué.

Animation d'un trou noir vu de dessus ou de dessous. NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman and Brian P. Powell

En revanche, vu de côté, le disque d'accrétion ressemble à un arc-en-ciel de feu se déplaçant autour du centre du trou noir. Cet arc-en-ciel se déforme lorsque les trous noirs se croisent.

De ce point de vue, le disque d'accrétion semble plus lumineux d'un côté que de l'autre. Lorsqu'un trou noir tourne, le nuage de gaz et de débris qui tourne autour de lui tourne également. Ainsi, la matière du disque qui se dirige vers nos yeux semble plus lumineuse que celle qui s'en éloigne, un peu comme la balise d'un phare.

Vue d'artiste d'un trou noir vu de côté. NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman

Selon Jeremy Schnittman, une paire de trous noirs comme ceux représentés dans la nouvelle animation finira par fusionner en un seul trou noir gargantuesque, mais pas avant d'avoir dansé l'un autour de l'autre pendant longtemps. "Ce sont les types de systèmes binaires de trous noirs dont nous pensons que les deux entités pourraient maintenir des disques d'accrétion pendant des millions d'années", a-t-il déclaré.

Version originale : Aylin Woodward, avec Aria Bendix/Insider

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