Dans une binaire, un système de deux étoiles tournant l'une autour de l'autre, ce processus laisse derrière lui un trou noir en orbite autour d'une étoile compagne lumineuse. Le trou noir est "dormant" s'il n'émet pas de hauts niveaux de rayons X, ce qui est la façon dont ces trous noirs sont généralement détectés.
Un trou noir est une région de l'espace dont le champ gravitationnel est si intense qu'il empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s'en échapper. Un trou noir est créé après la mort d'une étoile très massive.
Où va ce qui entre dans un trou noir ? La matière qui entre dans le trou noir se retrouverait comprimée dans un même point central, une singularité gravitationnelle. Nos conceptions du temps et de l'espace s'effondrent dans cette singularité.
Le temps que met un trou noir à s'évaporer est proportionnel au cube de sa masse initiale. Pour un trou noir d'une masse solaire, c'est une durée inobservable, 1064 ans. Un trou noir de 1012 kilogrammes s'évaporerait en quelque 1010 années, soit à peu près l'âge de l'Univers.
Au centre d'un trou noir se situe une région dans laquelle le champ gravitationnel et certaines distorsions de l'espace-temps (on parle plutôt de courbure de l'espace-temps) divergent à l'infini, quel que soit le changement de coordonnées. Cette région s'appelle une singularité gravitationnelle.
En théorie, rien ne peut s'échapper d'un trou noir, pas même la lumière. De fait, un trou noir comporte plusieurs couches. On trouve d'abord l'horizon des événements, connu sous le nom de point de non-retour, puis le disque d'accrétion.
Cependant, à mesure que le trou noir perd de la masse, il rétrécit également et devient plus chaud, ce qui augmente le taux de rayonnement de Hawking. Finalement, le trou noir devient si petit et si chaud qu'il émet une énorme explosion de rayonnement et disparaît dans une explosion finale . C'est la mort d'un trou noir.
Plus un trou noir est massif, plus il est froid.
Les trous noirs stellaires sont très froids : leur température s'approche du zéro absolu (0 kelvin ou −273,15 degrés Celsius).
Mais l'intérieur du trou noir, ou sa « singularité » (le point où toute la matière du trou noir est concentrée) a déjà atteint la limite de sa densité et ne peut plus « s'effondrer » . En savoir plus sur les trous noirs : Qui a vraiment découvert les trous noirs ? Quelle taille un trou noir pourrait-il atteindre ?
Les trous noirs sont des corps noirs presque parfaits dans le sens où ils absorbent tout le rayonnement qui leur tombe dessus. Il a été proposé qu'ils émettent un rayonnement du corps noir (appelé rayonnement de Hawking) dont la température dépend de la masse du trou noir. Le terme corps noir a été introduit par Gustav Kirchhoff en 1860.
Heureusement, cela n’est jamais arrivé à personne : les trous noirs sont trop éloignés pour capter quoi que ce soit de notre système solaire. Mais les scientifiques ont observé des trous noirs déchirant les étoiles, un processus qui libère une énorme quantité d’énergie.
Un TROU NOIR est un « puits gravitationnel ». Il n’y a donc ni « haut » ni « bas » pour un trou noir. Il n’y a pas d’« autre côté » .
Si la Terre était sur une trajectoire de collision avec le trou noir ou même si elle s’approchait trop près, le trou noir pourrait détruire la Terre . Plus il se rapproche de l’horizon des événements, plus il attirerait sur Terre. La Terre commencerait alors à s’étirer. À mesure qu’elle se rapproche, elle s’étirera tellement qu’elle ressemblera à une nouille longue et fine.
La gravité d'un trou noir, ou sa force d'attraction, est si forte qu'elle attire tout ce qui s'en approche d'un peu trop près. Le trou noir peut même avaler des étoiles entières. Rien ne peut se déplacer assez vite pour échapper à la gravité d'un trou noir. Même pas la lumière, chose la plus rapide de l'univers.
Il s'agit d'un disque de matière – attirée là par le champ de gravité très intense du trou noir et qui gravite autour de lui – juste au-delà de l'horizon des évènements. Au sein du disque d'accrétion, les collisions de matière entrainent une dissipation d'énergie et l'émission de rayons X.
All in all, matter near a black hole can be spaghettified, super-heated, squeezed, pancaked, pulled apart, and swirled around all while time itself stretches in unusual ways. But once that matter falls all the way past the event horizon into the black hole, we don't yet know exactly what happens.
Une fois que suffisamment de temps s'est écoulé, et que cette durée varie d'environ 10 68 à 10 103 ans pour des trous noirs de masses réalistes, ces trous noirs se seront entièrement évaporés. Il est tout à fait vrai que l’espace-temps est courbé, assez sévèrement, juste à l’extérieur de l’horizon des événements d’un trou noir.
On ne réalise généralement pas que, dans notre univers, les trous noirs NE s’effondrent PAS complètement dans la « singularité » intérieure. La raison pour laquelle ils ne le font pas est à cause de la dilatation relativiste du temps . De NOTRE point de vue, à l’extérieur du trou noir, la matière qui y pénètre atteint « l’horizon des événements » mais ne va pas plus loin.
Par conséquent, oui, le trou noir sera plus chaud que le Soleil si vous planez suffisamment près de lui . De plus, il n'y a pas de limite à la masse du trou noir : cela sera vrai pour un trou noir de n'importe quelle taille, à condition que vous soyez suffisamment proche. Notez un point important : la température dépend de l’observateur qui la mesure.
Théoriquement, les trous blancs sont l'exact opposé des trous noirs, c'est-à-dire qu'ils ne font qu'expulser l'information et la matière, quand les trous noirs ne font que l'absorber. C'est pour cela qu'on les surnomme parfois « fontaines blanches ».
Là où le temps s'arrête
– C'est cet effet de dilatation du temps gravitationnelle qui est poussé à l'extrême au voisinage des trous noirs, de telle sorte que, du point de vue d'un observateur distant, le temps semble s'y arrêter complètement.
Une récente mission de la NASA a repéré un trou noir supermassif dont le jet hautement énergétique est dirigé directement vers la Terre : Markarian 421. Néanmoins, il n'y a pas lieu de s'inquiéter pour l'instant. Cet événement cosmique impressionnant se trouve à près de 400 millions d'années-lumière de la Terre.
La seule façon dont la Terre pourrait être engloutie par un trou noir serait si notre planète s’égarait à travers l’horizon des événements d’un trou noir errant. C’est quelque chose qui n’arrivera pas de si tôt, et qui n’arrivera probablement jamais .
Si la Terre était écrasée dans un trou noir, ce trou noir aurait un horizon d’événements d’ environ neuf millimètres de diamètre . L’horizon des événements est l’endroit où la lumière ne peut plus échapper à la gravité du trou noir. Le trou noir lui-même mesure bien moins de neuf millimètres et serait totalement microscopique.
At the current rate, it would take much more than a trillion years – about 100 times the present age of the Universe – for a black hole to absorb all of the matter in the Universe.