TROUS NOIRS

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Différents types de trous noirs et processus de formation

En théorie, il peut exister des trous noirs de toutes tailles et de toutes masses, allant de microtrous noirs aussi petits qu’un proton (de l’ordre de 10-15 m), mais ayant la masse d’une montagne (un milliard de tonnes), jusqu’à des trous noirs supermassifs aussi grands que le système solaire (quelques dizaines de milliards de kilomètres) et rassemblant l’équivalent de plusieurs milliards de Soleils, en passant par les trous noirs « ordinaires » issus de l’évolution d’étoiles, dont les tailles sont de quelques dizaines de kilomètres pour des masses comprises entre 3 et 80 MS.

Pour que ces types très différents de trous noirs puissent réellement exister dans l’Univers, il faut cependant que des mécanismes astrophysiques plausibles expliquent leur formation.

Pour les trous noirs ordinaires, la théorie générale de l’évolution stellaire, élaborée tout au long du xxe siècle, apporte une réponse convaincante. Par suite de l'effondrement gravitationnel du cœur des étoiles lorsque tout leur combustible thermonucléaire (hydrogène, hélium...) est épuisé, l'évolution stellaire aboutit très généralement à l'expulsion plus ou moins violente de leur atmosphère gazeuse (dilution en nébuleuse planétaire ou explosion de supernova) et à la formation d'astres résiduels très condensés. Les naines blanches et les étoiles à neutrons appartiennent à cette variété étrange de corps compacts dans lesquels la matière qui les constitue est devenue suffisamment « rigide » pour stopper l’effondrement gravitationnel avant qu’un trou noir ait pu se former. À terme, plus de 99 p. 100 de toutes les étoiles doivent former des naines blanches (résidus compacts des étoiles de masse inférieure à 10 MS) ou des étoiles à neutrons (résidus d’étoiles plus massives). Cependant, deux résultats fondamentaux de l’astrophysique stipulent qu’une naine blanche ne peut pas dépasser une certaine masse critique, égale à 1,4 MS (limite dite de Chandrasekhar) et qu’une étoile [...]

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Puits gravitationnel créé par un trou noir

Puits gravitationnel créé par un trou noir
Crédits : J.-P. Luminet

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Formation de trous noirs stellaires et sursauts gamma

Formation de trous noirs stellaires et sursauts gamma
Crédits : J.-P. Luminet

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Galaxie NGC 1277

Galaxie NGC 1277
Crédits : NASA/ ESA/ Andrew C. Fabian/ Remco C. E. van den Bosch (MPIA)

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Théorème de calvitie

Théorème de calvitie
Crédits : J.-P. Luminet

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Pour citer l’article

Jean-Pierre LUMINET, « TROUS NOIRS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 28 juillet 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/trous-noirs/