astronomes célèbres couper en premier Une image toujours directe d’un trou noir en 2019, grâce à la lueur matérielle de sa présence. mais beaucoup trous noirs Il est presque impossible de les détecter. Il semble maintenant qu’une autre équipe utilisant le télescope spatial Hubble ait finalement trouvé quelque chose que personne n’avait vu auparavant : un trou noir complètement invisible. Recherche effectuée Publié en ligne Il a été soumis pour publication dans The Astrophysical Journal et n’a pas encore été évalué par des pairs.
Les trous noirs sont ce qui reste après la mort des étoiles massives et l’effondrement de leur noyau. C’est incroyablement dense, avec une gravité si forte que rien ne peut se déplacer assez vite pour lui échapper, y compris la lumière. Scientifiques de l’astronomie désireux d’étudier Les trous noirs parce qu’ils nous en disent long sur la façon dont les étoiles meurent. En mesurant les masses des trous noirs, nous pouvons savoir ce qui se passait dans les derniers instants des étoiles, lorsque les noyaux s’effondraient et que leurs couches externes étaient expulsées.
Les trous noirs peuvent sembler invisibles par définition – ils ont gagné leur nom après tout grâce à leur capacité à piéger la lumière. Mais nous pouvons toujours le détecter par la façon dont il interagit avec d’autres choses grâce à sa forte attraction gravitationnelle. Des centaines de minuscules trous noirs ont été découverts par la façon dont ils interagissent avec d’autres étoiles.
Il existe deux méthodes différentes pour cette découverte. dans un « Étoiles binaires à rayons X« – là où une étoile et un trou noir orbitent autour d’un centre commun tout en produisant des rayons X – le champ gravitationnel du trou noir peut tirer de la matière de son compagnon. La matière orbite autour du trou noir, s’échauffant à cause du frottement. brille la substance chaude Il brille vivement dans la lumière des rayons X, rendant le trou noir visible, avant qu’il ne soit absorbé dans le trou noir et ne disparaisse. Vous pouvez également détecter des paires de trous noirs lorsqu’ils fusionnent, tournent vers l’intérieur et émettent de courts éclairs d’ondes gravitationnelles, qui sont des ondulations dans Temps libre.
Il existe cependant de nombreux trous noirs voyous qui dérivent dans l’espace sans interagir avec quoi que ce soit, ce qui les rend difficiles à détecter. C’est un problème, car si nous ne pouvons pas détecter des trous noirs isolés, nous ne pouvons pas en savoir plus sur eux. comment se sont-ils formés Et de la mort des étoiles dont ils sont issus.
Des horizons nouveaux et sombres
Pour découvrir un tel trou noir invisible, l’équipe de scientifiques a dû combiner deux types d’observations différentes sur plusieurs années. Cet exploit remarquable promet une nouvelle façon de trouver la classe autrefois insaisissable des trous noirs isolés.
Einstein Théorie générale de la relativité Il a prédit que les objets massifs courberaient la lumière lorsqu’elle les traverserait. Cela signifie que toute lumière qui passe à proximité d’un trou noir invisible – mais pas assez près pour se retrouver à l’intérieur – sera déviée de la même manière que la lumière passant à travers une lentille. C’est appelé lentille de gravitéIl peut être détecté lorsqu’un objet au premier plan s’aligne avec un objet à l’arrière-plan, courbant sa lumière. Cette méthode a déjà été utilisée pour tout étudier, des amas de galaxies aux planètes autour d’autres étoiles.
Les auteurs de cette nouvelle recherche ont combiné deux types d’observations de lentilles gravitationnelles dans leur recherche de trous noirs. Cela a commencé par l’observation de la lumière d’une étoile lointaine s’amplifiant soudainement, la faisant apparaître plus brillante pendant un moment avant de revenir à la normale. Ils ne pouvaient voir aucun objet au premier plan qui avait causé le grossissement par le processus de lentille gravitationnelle. Cela suggère que l’objet pourrait être un seul trou noir, quelque chose qui n’a jamais été vu auparavant. Le problème était qu’il pouvait s’agir d’une faible étoile.
Détecter s’il s’agit d’un trou noir ou d’une étoile faible nécessite beaucoup de travail, et c’est là qu’intervient le deuxième type d’observations par lentille gravitationnelle. Les auteurs ont pris des photos avec Hubble à plusieurs reprises sur une période de six ans, mesurant la distance à laquelle l’étoile semble se déplacer lorsque sa lumière est déviée.
En fin de compte, cela leur a permis de calculer la masse et la distance de l’objet provoquant l’effet de lentille. Ils ont découvert qu’il fait sept fois la masse de notre Soleil et qu’il est situé à environ 5 000 années-lumière, ce qui semble loin mais est en fait relativement proche. Une étoile de cette taille et de cette proximité devrait nous être visible. Comme nous ne pouvons pas le voir, ils ont conclu qu’il devait s’agir d’un trou noir isolé.
Faire de nombreuses observations avec un observatoire comme Hubble n’est pas facile. Le télescope est très populaire et il y a beaucoup de concurrence pour son époque. Et comme quelque chose comme ça est si difficile à confirmer, vous pourriez penser que les chances d’en trouver plus ne sont pas grandes. Heureusement, nous sommes au début d’une révolution en astronomie. C’est grâce à une nouvelle génération d’installations, y compris en continu scanner jayaet la prochaine Observatoire Vera Rubin Et Télescope spatial romain Nancy GraceIls prendront tous des mesures répétées de grandes parties du ciel avec des détails sans précédent.
Ce serait énorme pour tous les domaines de l’astronomie. Obtenir des mesures régulières et à haute résolution d’une grande partie du ciel nous permettra d’enquêter collectivement sur des choses qui changent en très peu de temps. Nous étudierons des choses aussi diverses que les astéroïdes, les étoiles explosives connues sous le nom de supernovae et les planètes autour d’autres étoiles de nouvelles façons.
Lorsqu’il s’agit de rechercher des trous noirs invisibles, cela signifie qu’au lieu de célébrer la découverte d’un seul trou noir, nous pouvons bientôt en trouver tellement que cela devient une routine. Cela nous permettra de combler les lacunes de notre compréhension de la mort des étoiles et de la formation des trous noirs.
En fin de compte, les trous noirs invisibles de la galaxie sont sur le point d’avoir encore plus de mal à se cacher.
Cet article a été republié de Conversation Sous licence Creative Commons. Lis le article original. Les opinions exprimées sont celles de l’auteur et ne reflètent pas nécessairement celles de l’éditeur.
