Des modèles informatiques montrent comment un trou noir mange une étoile

Nous sommes tous fascinés par les trous noirs. Nous interrogeons les astronomes à leur sujet, nous les lisons dans les nouvelles. et ils apparaissent dans des émissions de télévision et des films. Cependant, malgré toute notre curiosité pour ces bêtes cosmiques, nous ne savons toujours pas tout à leur sujet. Ils bafouent les règles en étant difficiles à étudier et à détecter. Les astronomes sont encore en train de déterminer la mécanique exacte de la formation des trous noirs stellaires lorsque les étoiles massives meurent.

Tout cela est rendu plus difficile par le fait que nous n'en avons pas vu de près. S'en approcher (si nous le pouvions) serait très dangereux. Personne ne survivrait même à un coup de pinceau avec l'un de ces monstres de haute gravité. Les astronomes font donc ce qu'ils peuvent pour les comprendre à distance. Ils utilisent la lumière (visible, rayons X, radio et ultraviolets) qui provient de la région autour du trou noir pour faire des déductions très astucieuses sur sa masse, son spin, son jet et d'autres caractéristiques. Ensuite, ils intègrent tout cela dans des programmes informatiques conçus pour modéliser l'activité des trous noirs..

Que nous montre un modèle d'ordinateur Black Hole?

Disons que quelque part dans l'univers, au centre d'une galaxie comme notre propre voie lactée, il y a un trou noir. Soudain, un flash intense de rayonnement jaillit de la zone du trou noir. Que s'est-il passé? Une étoile voisine a erré dans le disque d'accrétion (le disque de matière en spirale dans le trou noir), a traversé l'horizon des événements (le point gravitationnel de non-retour autour d'un trou noir) et est déchirée par la traction gravitationnelle intense. Les gaz stellaires s'échauffent lorsque l'étoile est déchiquetée et ce flash de rayonnement est sa dernière communication avec le monde extérieur avant d'être perdu pour toujours.

La signature radiologique révélatrice

Ces signatures de rayonnement sont des indices importants de l'existence même d'un trou noir, qui ne dégage aucun rayonnement propre. Tout le rayonnement que nous voyons provient des objets et des matériaux qui l'entourent. Ainsi, les astronomes recherchent les signatures de rayonnement révélatrices de la matière engloutie par les trous noirs: les rayons X ou les émissions radio, car les événements qui les émettent sont très énergétiques. 

Après avoir étudié les trous noirs dans des galaxies éloignées, les astronomes ont remarqué que certaines galaxies s'éclaircissaient soudainement au niveau de leurs noyaux, puis diminuaient lentement. Les caractéristiques de la lumière émise et du temps de diminution sont devenues des signatures de disques d'accrétion de trous noirs mangeant des étoiles proches et des nuages ​​de gaz et émettant des radiations. C'était, comme l'a dit un astronome, "Comme un trou noir mettant en place un panneau qui disait:" Me voici !! ""

Les données font le modèle

Avec suffisamment de données sur ces fusées au cœur des galaxies, les astronomes peuvent utiliser des superordinateurs pour simuler les forces dynamiques à l'œuvre dans la région autour d'un trou noir supermassif. Ce qu'ils ont trouvé nous en dit long sur le fonctionnement de ces trous noirs et la fréquence à laquelle ils illuminent leurs hôtes galactiques.

Par exemple, une galaxie comme notre Voie lactée avec son trou noir central pourrait engloutir en moyenne une étoile tous les 10 000 ans. L'éclat de rayonnement d'une telle fête s'estompe très rapidement, donc si nous manquons le spectacle, nous ne le reverrons peut-être pas assez longtemps. Mais, il y a beaucoup de galaxies, et donc les astronomes en sondent autant que possible pour rechercher des explosions de rayonnement.

Dans les années à venir, les astronomes seront inondés de données provenant de projets tels que Pan-STARRS, GALEX, la Palomar Transient Factory et d'autres levés astronomiques à venir. Il y aura des centaines d'événements dans leurs ensembles de données à explorer. Cela devrait vraiment améliorer notre compréhension des trous noirs et des étoiles qui les entourent. Les modèles informatiques continueront de jouer un rôle important dans la plongée dans les mystères persistants de ces monstres cosmiques.