Découverte des deux plus gros trous noirs de l'Univers !

[Dr Eric Simon]

Décidément, l'année 2011 aura été une année riche en découvertes jusqu'au bout. Dans le numéro de cette semaine de Nature, McConnell et al. présentent la détection des deux trous noirs les plus massifs jamais trouvé : plus de 10 milliards de masses solaires chacun! Ils affirment que leur découverte fournit une pièce essentielle à notre compréhension de la formation des galaxies et les trous noirs...

 

J'ai fait une transcription de l'article ici :

 

http://drericsimon.blogspot.com/2011/12/decouverte-des-deux-trous-noirs-les.html

 

Eric

[makastro56]

10 milliards de masses solaires! He ben.

Merci pour l'info doc.

 

Existe t-il une limite théorique comme il en éxiste pour les étoiles, à la masse maxi des trous noirs?

 

Régis

[Jefferson]

Ahhhh ! Les trous noirs, c'est troublant !

[Dr Eric Simon]

10 milliards de masses solaires! He ben.

Merci pour l'info doc.

 

Existe t-il une limite théorique comme il en éxiste pour les étoiles, à la masse maxi des trous noirs?

 

Régis

 

Je ne crois pas qu'il y ait une limite pour les TN... enfin, au bout d'un moment ils s'évaporent à la Hawking, alors il doit y avoir une asymptote...

[Ashkan]

10 milliards de masses solaires! He ben.

Merci pour l'info doc.

 

Existe t-il une limite théorique comme il en éxiste pour les étoiles, à la masse maxi des trous noirs?

 

Régis

 

Pourquoi il y aurait une limite ?

[makastro56]

Pourquoi il y aurait une limite ?

 

bien, les théortiens ont tendance à mettre des limites à tout. Mur de planck, temps planck, masse maxi d'une étoile...etc sans parler de la barrière infranchissable de C, mis à mal ces derniers temps. ;-)

je me disai pourquoi pas pour les trous noirs? Peuvent-ils grossir à l'infini? enfin tant qu'il y a de la matière pour les alimenter. L'horizon change bien de caractéristique suivant la masse du TN.

 

Enfin désolé. Des questions cons comme ça, j'en ai plein la tête...

[Fomalhaut]

L'évaporation des trous noirs par radiation Hawking ralentit avec la masse (enfin je crois), donc techniquement il n'y a aucune limite théorique à la masse des trous noirs.

[Dr Eric Simon]

bien, les théortiens ont tendance à mettre des limites à tout. Mur de planck, temps planck, masse maxi d'une étoile...etc sans parler de la barrière infranchissable de C, mis à mal ces derniers temps. ;-)

je me disai pourquoi pas pour les trous noirs? Peuvent-ils grossir à l'infini? enfin tant qu'il y a de la matière pour les alimenter. L'horizon change bien de caractéristique suivant la masse du TN.

 

Enfin désolé. Des questions cons comme ça, j'en ai plein la tête...

 

tutututututu... il n'y a jamais de question con!

[iksarfighter]

Ahhhh ! Les trous noirs, c'est troublant !

En 1978 je suis allé voir le film "Trou noir" (de disney???) et j'avais envie de répondre à "Comment avez-vous trouvé ce film ?", "Troublant !:D" . On est c.. quand on est jeune

[iksarfighter]

Enfin désolé. Des questions cons comme ça, j'en ai plein la tête...

Vas-y lache-toi

[iksarfighter]

L'évaporation des trous noirs par radiation Hawking ralentit avec la masse (enfin je crois), donc techniquement il n'y a aucune limite théorique à la masse des trous noirs.

Une particule remonte progressivement l'horizon du TN en utilisant des propriétés de la MQ. Plus le TN est massif, plus son horizon est large, donc doit être plus difficile et long à remonter ?

[Dr Eric Simon]

Une particule remonte progressivement l'horizon du TN en utilisant des propriétés de la MQ. Plus le TN est massif, plus son horizon est large, donc doit être plus difficile et long à remonter ?

 

ce n'est pas vraiment une notion de largeur, l'horizon est la limite plus ou moins sphérique à partir de laquelle un photon peut encore s'échapper du puits gravitationnel. Plus la masse du TN est grande plus le rayon de l'horizon est grand, il dépend de la masse mais aussi du moment cinétique J. Quand J=0, le TN est un TN de Schwarzschild et le rayon de horizon est égal au rayon de Scwarzschild 2GM/c².

 

L'expression du rayon de l'horizon est la suivante, avec c et G les constantes, M la masse du trou et J son moment cinétique :

 

rh = (GM/c²)x(1+racine(1-(J.c/M².G)²))

 

Le rayonnement de Hawking est dû à la fluctuation du vide juste au niveau de l'horizon, ces fluctuations produisent des paires de photons normalement virtuelles mais là manque de bol, au lieu de se recombiner, y'en a un qui tombe du mauvais côté de l'horizon et l'autre est orphelin et devient donc bien réel...

[Dr Eric Simon]

ce n'est pas vraiment une notion de largeur, l'horizon est la limite plus ou moins sphérique à partir de laquelle un photon peut encore s'échapper du puits gravitationnel. Plus la masse du TN est grande plus le rayon de l'horizon est grand, il dépend de la masse mais aussi du moment cinétique J. Quand J=0, le TN est un TN de Schwarzschild et le rayon de horizon est égal au rayon de Scwarzschild 2GM/c².

 

L'expression du rayon de l'horizon est la suivante, avec c et G les constantes, M la masse du trou et J son moment cinétique :

 

rh = (GM/c²)x(1+racine(1-(J.c/M².G)²))

 

Le rayonnement de Hawking est dû à la fluctuation du vide juste au niveau de l'horizon, ces fluctuations produisent des paires de photons normalement virtuelles mais là manque de bol, au lieu de se recombiner, y'en a un qui tombe du mauvais côté de l'horizon et l'autre est orphelin et devient donc bien réel...

 

J'ai sorti ma calculette... waouh, vous savez combien ça fait (en simplifiant en disant qu'il tourne pas ce monstre de 10 milliards de MS, parce que je connais pas son J) ?

 

Ca fait un rayon de 29.5 milliards de kilomètres, soit 198 U.A !!

 

C'est dément, vraiment dément un truc pareil...

[mimich91]

whaou j en suis pas encore la moi en astro !

 

Bon une UA je sais (unité astromique soit 150 000 000 de km)

 

mais alors le MS ? le TN de Schwarzschild ...? je coule

[Dr Eric Simon]

whaou j en suis pas encore la moi en astro !

 

Bon une UA je sais (unité astromique soit 150 000 000 de km)

 

mais alors le MS ? le TN de Schwarzschild ...? je coule

 

MS = masse solaire

TN = trou noir

 

Karl Schwarzschild, c'est le gars qui a trouvé une solution aux équations gravitationnelles d'Einstein en 1916. Il a montré que dans les équations décrivant la gravitation d'une quantité de matière concentrée en un point, il apparaît une singularité s'étendant jusqu'à une certaine distance, le fameux rayon qui porte son nom.

Quand un trou noir est en rotation, ça change, on parle de TN de Kerr...

[iksarfighter]

Pourquoi le rayon de l'horizon d'un TN dépend-t-il de sa vitesse de rotation ? L'énergie contenue dans sa rotation augmente sa masse ?

[Dr Eric Simon]

Pourquoi le rayon de l'horizon d'un TN dépend-t-il de sa vitesse de rotation ? L'énergie contenue dans sa rotation augmente sa masse ?

 

Non la rotation ne modifie pas la masse, elle impacte la courbure de l'espace-temps déformée par la masse, en accentuant en quelque sorte la pente, donc le rayon.

 

Je recommande un livre complet sur les trous noirs, il s'intitule sobrement "Les trous noirs", chez Points Sciences, de Jean-Pierre Luminet, qui est un des meilleurs spécialistes en France de ces bêtes "troublantes"

[Ashkan]

bien, les théortiens ont tendance à mettre des limites à tout. Mur de planck, temps planck, masse maxi d'une étoile...etc sans parler de la barrière infranchissable de C, mis à mal ces derniers temps. ;-)

je me disai pourquoi pas pour les trous noirs? Peuvent-ils grossir à l'infini? enfin tant qu'il y a de la matière pour les alimenter. L'horizon change bien de caractéristique suivant la masse du TN.

 

Enfin désolé. Des questions cons comme ça, j'en ai plein la tête...

 

Je vois... Mais…

Le coté purement relativiste de l’histoire, je n’en sais rien ! J’ai même posé une question similaire à une spécialiste de la relativité, la dame m’a dit qu’elle ne sait pas non plus. Mais en ce qui concerne les phénomènes internes, pour qu'il ait une limite théorique, à la masse ou quoi que ce soit d'un trou noir, il faut une théorie du trou noir qui n'existe pas encore ! Et comme à priori il est impossible d’examiner un trou noir, il faut par exemple savoir ce qu'il devient le principe d'exclusion de Pauli à des énergies qui tendent vers infini et si le trou de fermi est un "vrai" trou ou il peut se boucher à ces mêmes énergies...

Ce sont des sujets qui me "passionnent" mais c’est du très très lourd tout ça

Modifié 10 décembre 2011 par Ashkan

[makastro56]

Sur que c'est passionnant.

 

J'imagine que la théorie des cordes répondrait à cette question. Sans doute par une dimension extensible à l'infini, un univers paralelle...

[iksarfighter]

Le dernier rempart dimensionnel de la matière est l'étoile à neutrons non ? N'y a-t-il pas équivalence entre le fait que les neutrons se mettent à se "superposer" et l'apparition de la fameuse "singularité" qui caractérise les TN ?

[Dr Eric Simon]

Le dernier rempart dimensionnel de la matière est l'étoile à neutrons non ? N'y a-t-il pas équivalence entre le fait que les neutrons se mettent à se "superposer" et l'apparition de la fameuse "singularité" qui caractérise les TN ?

 

D'après ce que je sais, il y a deux grands types de formation de trous noirs : soit une étoile à neutrons accrète de la masse d'une compagne et finit par avoir une masse qui atteint la limite d'Oppenheimer-Volkoff (c'est l'équivalent pour les étoiles à neutrons de ce qu'est la limite de Chandrasekhar pour les naines blanches) : elle vaut environ 3.3 MS.

 

Plus la masse d'une étoile à neutrons grossit, plus son rayon diminue, et il arrive à la limite citée que le rayon de l'étoile atteint la valeur du rayon de Schwarzschild... Paf, on éteint!

 

La deuxième façon est une supernova ou hypernova qui laisse derrière elle une naine blanche trop massive (supérieure à masse de Chandrasekhar), qui s'effondre directement sans forcément passer par la case neutrons.

 

Une lecture à mettre à profit, par JP Luminet (en anglais) :

http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/9801/9801252v1.pdf

 

A noter qu'il y a aussi eu des spéculations sur une transition étoile à neutrons->étoile à quarks, avant le grand plongeon en trou noir, par exemple avec l'objet RX J185635-375.

[Smith]

D'après ce que je sais, il y a deux grands types de formation de trous noirs : soit une étoile à neutrons accrète de la masse d'une compagne et finit par avoir une masse qui atteint la limite d'Oppenheimer-Volkoff (c'est l'équivalent pour les étoiles à neutrons de ce qu'est la limite de Chandrasekhar pour les naines blanches) : elle vaut environ 3.3 MS.

 

Plus la masse d'une étoile à neutrons grossit, plus son rayon diminue, et il arrive à la limite citée que le rayon de l'étoile atteint la valeur du rayon de Schwarzschild... Paf, on éteint!

 

La deuxième façon est une supernova ou hypernova qui laisse derrière elle une naine blanche trop massive (supérieure à masse de Chandrasekhar), qui s'effondre directement sans forcément passer par la case neutrons.

 

Une lecture à mettre à profit, par JP Luminet (en anglais) :

http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/9801/9801252v1.pdf

 

A noter qu'il y a aussi eu des spéculations sur une transition étoile à neutrons->étoile à quarks, avant le grand plongeon en trou noir, par exemple avec l'objet RX J185635-375.

 

On pourrait ajouter les hypothètiques TN primordiaux, nés peu après le BB.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Trou_noir_primordial

[Dr Eric Simon]

Sur que c'est passionnant.

 

J'imagine que la théorie des cordes répondrait à cette question. Sans doute par une dimension extensible à l'infini, un univers paralelle...

 

même pas besoin de cordes !

 

[Smith]

même pas besoin de cordes !

 

 

Mais où seraient les "fontaines blanches" de notre univers ?

[Dr Eric Simon]

Mais où seraient les "fontaines blanches" de notre univers ?

 

c'est ce que je me demande aussi, et pourquoi y aurai-t-il symétrie entre 2 univers après tout ? On est peut être troué que dans un sens pour une raison qu'on n'est pas prêts de connaître ?...

De toute façon cette hypothèse de throat est hautement spéculative car non testable. C'est pas vraiment de la science donc.

[Ashkan]

Le dernier rempart dimensionnel de la matière est l'étoile à neutrons non ? N'y a-t-il pas équivalence entre le fait que les neutrons se mettent à se "superposer" et l'apparition de la fameuse "singularité" qui caractérise les TN ?

 

 

 

Les neutrons qui se superposent ? Justement, il parait que ce n’est pas possible d’après le principe d’exclusion de Pauli… On peut même dire loi de Pauli puisse que ça se démontre !

Enfin ça dépend ce qu’on appelle superposition... la partie orbitale des fonctions d’onde de deux fermions peuvent coïncider mais dans ce cas ils n’auront pas le même spin comme des électrons de la couche s.

Mais il y a une chose que je ne comprends pas, c’est quoi qu’on appelle l’effondrement ?

[Ashkan]

Mais où seraient les "fontaines blanches" de notre univers ?

 

Big Bang même n’en est pas une ?

[iksarfighter]

D'après ce que je sais, il y a deux grands types de formation de trous noirs : soit une étoile à neutrons accrète de la masse d'une compagne et finit par avoir une masse qui atteint la limite d'Oppenheimer-Volkoff (c'est l'équivalent pour les étoiles à neutrons de ce qu'est la limite de Chandrasekhar pour les naines blanches) : elle vaut environ 3.3 MS.

 

Plus la masse d'une étoile à neutrons grossit, plus son rayon diminue, et il arrive à la limite citée que le rayon de l'étoile atteint la valeur du rayon de Schwarzschild... Paf, on éteint!

 

La deuxième façon est une supernova ou hypernova qui laisse derrière elle une naine blanche trop massive (supérieure à masse de Chandrasekhar), qui s'effondre directement sans forcément passer par la case neutrons.

 

Une lecture à mettre à profit, par JP Luminet (en anglais) :

http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/9801/9801252v1.pdf

 

A noter qu'il y a aussi eu des spéculations sur une transition étoile à neutrons->étoile à quarks, avant le grand plongeon en trou noir, par exemple avec l'objet RX J185635-375.

Ah OK dans le premier cas du moins, il n'y a donc pas nécessairement effondrement, c'est juste que l'information ne peut plus s'échapper de l'objet à cause que la vitesse de libération à sa surface devient supérieure à c.

Un TN peut donc contenir une étoile à neutrons dans sa pleine intégrité Paulienne.

Modifié 10 décembre 2011 par iksarfighter

[Dr Eric Simon]

Big Bang même n’en est pas une ?

 

Eh ! what else !? Moi j'aime cette idée.

[Ashkan]

Eh ! what else !? Moi j'aime cette idée.

 

Je pensais à un système du genre quand un trou noir devient trop lourd le « bas » s’ouvre (un peu comme sur ton dessin) et s’allège en cédant de la matière dans un autre univers… C’est pour ça que l’univers jeun a été très compacte…

Bon, bon, j’arrête mon science-fiction, mais ça se trouve que j’ai raison…

Modifié 10 décembre 2011 par Ashkan