Les trous noirs supermassifs. Des noyaux d'étoiles titanesques?

[Fitz]

Source

 

C'est une info de C&E, je me méfie donc...

 

D'après un chercheur américain, les trous noirs supermassifs se formeraient au cœur d'astres étranges purement théoriques.

 

Comment se sont formés les trous noirs géants, ces astres des milliards de fois plus massifs que notre Soleil qui hantent le cœur des galaxies ? Les astronomes sèchent. En effet, ils observent certains de ces monstres quand l'Univers avait à peine un milliard d'années. Or, ils ne comprennent pas comment des trous noirs ont pu atteindre de telles masses en si peu de temps. Des simulations sur ordinateur montrent que la croissance d'un trou noir par fusions successives n'est pas assez rapide.

Mitch Begelman, de l'université du Colorado (États-Unis) propose une nouvelle recette. D'après lui, les trous noirs supermassifs seraient nés au cœur d'astres étranges qu'il a baptisés « étoiles trous noirs ». Ces étoiles, qu'aucun astronome n'a encore observées, sont si gigantesques qu'elles pourraient englober le Système solaire tout entier et si brillantes qu'elles doivent chacune illuminer l'Univers comme dix galaxies. C'est la première théorie de formation de ces monstres galactiques.

Pour en connaître le détail, lire l'article complet sur ce sujet dans Ciel & Espace de septembre, actuellement en kiosques.

 

Je donnerais plus d'info d'ici la rentré des classes (mon lycée est abonné à C&E)

[ArthurDent]

ça semble correspondre à ce papier là (dont la première version date de 2007, et qui a été révisé en Avril 2008) ?

http://arxiv.org/abs/0711.4078

[quetzalcoatl]

Bonsoir,

 

Donc,... ces quasistars seraient à l'origine des quasars...?

Pourtant je croyais savoir que les lois de la physique interdisaient qu'une étoile puisse atteindre de telles masses...!

Es-ce à dire que ces dîtes lois furent différentes quand nôtre Univers était plus jeune?

On peut certainement en douter.

Allez Arthur! Le grand débat sur la vulgarisation ne se terminera jamais.

Si tu pouvais nous donner quelques explications, en des termes simples, pour nous aider à aborder un début de compréhension de cette hypothèse..., nous t'en serions reconnaissant.

[ArthurDent]

Justement, ce truc ne semble pas être une étoile normale.

 

De ce que je comprends, l' idée est de partir d' un halo de gaz "primordial" qui s' effondre trop vite pour que les réactions de fusions puissent contrebalancer l' effondrement => un trou noir de faible masse se forme au centre de gravité du halo, ce qui génère assez de radiation pour équilibrer le halo (première phase)

 

C' est cette structure (halo très massif, beaucoup plus que le trou noir, en équilibre contenant un trou noir au centre) que les auteurs appellent "quasistar".

 

Le trou noir central continue de grossir, émettant de plus en plus de radiations, jusqu' à finalement éjecter le reste de l' enveloppe.

 

Sa croissance n' est pas limitée [limite d' Eddington] par la masse du gaz constituant le trou noir, mais par la masse totale du "quasistar" (limite beaucoup plus élevée => trou noir beaucoup plus gros que "normalement")

 

Pour les détails et les rectifications de ce qui précède, à vous de jouer (ChiCyg ? Allez, c' est pas de la cosmologie, là, même si c' est spéculatif)

[quetzalcoatl]

1) Justement, ce truc ne semble pas être une étoile normale.

 

2) De ce que je comprends, l' idée est de partir d' un halo de gaz "primordial" qui s' effondre trop vite pour que les réactions de fusions puissent contrebalancer l' effondrement => un trou noir de faible masse se forme au centre de gravité du halo, ce qui génère assez de radiation pour équilibrer le halo (première phase)

 

3) C' est cette structure (halo très massif, beaucoup plus que le trou noir, en équilibre contenant un trou noir au centre) que les auteurs appellent "quasistar".

 

3-a) Le trou noir central continue de grossir, émettant de plus en plus de radiations, jusqu' à finalement éjecter le reste de l' enveloppe.

 

3- Sa croissance n' est pas limitée [limite d' Eddington] par la masse du gaz constituant le trou noir, mais par la masse totale du "quasistar" (limite beaucoup plus élevée => trou noir beaucoup plus gros que "normalement")

 

4) Pour les détails et les rectifications de ce qui précède, à vous de jouer (ChiCyg ? Allez, c' est pas de la cosmologie, là, même si c' est spéculatif)

 

Merci beaucoup Arthur,

 

1) Tu as raison. D'où le nom de l'objet.

J'aurais dû commençer par lire plus attentivement le lien que tu proposais!

 

2) Ce gaz "primordial" aurait -t'il des propriétés particulières pour que son effondrement "trop rapide" le conduise à ne pas former une étoile telle que nous connaissons habituellement?

Ou, pourquoi la force à l'origine de l'effondrement serait-elle différente (plus intense) de celle que déclenche ces processus, actuellement?

Cet aboutissement au trou noir sans passer par le stade stellaire me désoriente un peu!

 

3) Un trou noir en guise de coeur hyper-dense et un halo pour couches externes et atmosphère, cette quasistar transcende vraiment la définition d'une étoile.

 

3 a et Le halo viendrait donc nourrir le coeur du quasistar pour le conduire à son état hyper massif et moteur des quasars.

 

4) Il est vrai que Chico', dans ce domaine, possède des compétences certaines..., mais ses interventions se font rares...

[ArthurDent]

raté.

[ArthurDent]

Ce gaz "primordial" aurait -t'il des propriétés particulières pour que son effondrement "trop rapide" le conduise à ne pas former une étoile telle que nous connaissons habituellement?

Non, il est juste beaucoup plus froid et massif (on parle de masse de gaz dont l' ordre de grandeur est celui de 10000 à 1000000 de soleils, là ... Disons, la masse d' un amas globulaire) .

Du coup, la chaleur générée par l' effondrement (et même celle d' hypothétiques réactions de fusions qui pourraient se produire) n' arrive pas à contrer l' effondrement gravitationnel =>

Allez directement à la case "trou noir" sans passer par la case "étoile", et ne touchez pas 20000

[Gautichr]

Selon l'article du ciel et espace, le scénario de formation des trous noirs supermassifs serait la suivante:

 

"1) 500 millions d'années après le big bang, dans une protogalaxie, un nuage de gaz s'effondre très rapidement. Son cœur reçoit en un an l'équivalent d'1 masse solaire.

 

2)Surchauffé, le cœur subit des réactions thermonucléaires: Une étoile nait. En tombant très vite sur elle, le gaz produit une onde de choc. Celle-ci entend l'enveloppe et l'empêche de s'effondrer en plusieurs grumeaux stellaires.

 

3)Au bout de 1000 ans, l'étoile centrale atteint 1000 masses solaires. L'enveloppe non fragmentée mesure 10 U.A. de diamètre.

 

4)Quelques millions d'années plus tard, l'étoile a épuisé son carburant. Elle se contracte et son centre atteint 500 millions de degrés. A cette température, des neutrinos sont crées. Ils prennent une partie de l'énergie de l'étoile...

 

5) Privée de son énergie, qui lui permettait de résister à la pression de l'envelopper, l'étoile s'effondre en trou noir en seulement quelques minutes. L'énergie alors libérée fait étendre l'enveloppe considérablement. L'ensemble brille comme 10 galaxies: Une étoile-trou noir est née.

 

6) 10000 fois plus massif que le soleil, le trou noir grossit davantage grâce à l'enveloppe restante. En "avalant" du gaz, il libère de l'énergie. Cette énergie a pour effet de refroidir l'enveloppe, qui peu à peu s'étiole.

 

7) A mesure que l'enveloppe s'étiole, l'énergie libérée par le trou noir n'est plus concentrée que sur la partie centrale de l'enveloppe. Celle-ci s'évapore peu à peu, révélant un colossal trou noir.

 

L'article rajouterait aussi que les gaz en éléments lourds dont l'univers s'est enrichi (C,O,Fe,...) ont la capacité de refroidir plus efficacement que les gaz comme l'hydrogène et l'hélium et donc de se fragmenter plus facilement que les nuages d'hydrogène et d'hélium du très jeune Univers. l'Univers actuel est donc peu favorable à la formation de tels astres.

 

Et pour finir, l'article souligne aussi que certains scientifiques doutent de cela, et craignent que le trou noir soit instable et ne dure pas suffisamment longtemps pour permettre au trou noir d'atteindre la masse attendue."

 

Voilà j'ai juste recopié les grandes lignes de l'article, j'émets cependant des doutes sur les explications qui me semblent assez incomplètes...

[Fitz]

en "avalant" Du Gaz, Il Libère De L'énergie Qui A Pour Effet De Refroidir L'enveloppe.

 

Wtf?

[Gautichr]

Toutes mes excuses, en voulant raccourcir des fois un peu les phrases, il y a eu une petite confusion. Je l'ai rectifié, mais l'explication est toujours incomplète car il ne donne pas davantage de détail sur la raison du refroidissement.

['Bruno]

J'ai l'impression que ce type d'astre explique la présence des quasars, pas seulement des trous noirs, au coeur des jeunes galaxies. C'est bien ça ? Est-ce que l'étape trou noir est obligatoire ? (J'aimerais m'en passer...)

 

(Ça veut dire quoi, "Wtf ?" ? Je connaissais "Gné ?"...)

[Invité akira]

What the fuck ??

[ArthurDent]

Sais pas. La retranscription du papier de C&E ne correspond pas à l' article d' Arxiv ... Mystère et boule de gaz.

[Fitz]

oui WTF=what the fuck