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Bien que nous ne puissions pas voir les trous noirs, nous pouvons en détecter ou en deviner la présence en mesurant ses effets sur les objets qui l’entourent. Les effets suivants peuvent être utilisés:
- Estimation de masse d'objets en orbite autour d'un trou noir ou en spirale dans le noyau
- Effets de lentilles gravitationnelles
- Rayonnement émis
Masse
De nombreux trous noirs sont entourés d'objets. En observant leur comportement, vous pouvez détecter la présence d'un trou noir. Vous utilisez ensuite des mesures du mouvement d'objets autour d'un trou noir présumé pour calculer la masse du trou noir.
Ce que vous recherchez, c'est une étoile ou un disque de gaz qui se comporte comme s'il y avait une masse importante à proximité. Par exemple, si une étoile ou un disque de gaz visible a un mouvement "vacillant" ou en rotation ET qu'il n'y a pas de raison visible pour ce mouvement ET que la raison invisible a un effet qui semble être causé par un objet d'une masse supérieure à trois masses solaires (trop grandes pour être une étoile à neutrons), il est alors possible qu’un trou noir soit à l’origine du mouvement. Vous estimez ensuite la masse du trou noir en observant son effet sur l'objet visible.
Par exemple, dans le noyau de la galaxie NGC 4261, il y a un disque brun en forme de spirale en rotation. Le disque a à peu près la taille de notre système solaire, mais pèse 1,2 milliard de fois plus que le soleil. Une telle masse énorme pour un disque peut indiquer qu'un trou noir est présent dans le disque.
Objectif de gravité
La théorie de la relativité générale d'Einstein prédit que la gravité pourrait plier l'espace. Cela a été confirmé par la suite lors de la mesure de la position d'une étoile avant, pendant et après l'éclipse. La position de l'étoile a changé car la lumière de l'étoile était courbée par la gravité du soleil. Par conséquent, un objet avec une gravité énorme (comme une galaxie ou un trou noir) entre la Terre et un objet distant peut courber la lumière de l'objet distant dans un foyer, un peu comme une canette. Cet effet peut être vu dans l'image ci-dessous.
Dans l’image ci-dessus, l’éclaircissement de MACHO-96-BL5 s’est produit lorsqu’un lentille gravitationnelle passé entre elle et la Terre. Lorsque le regardé l'objet, il a vu deux images de l'objet rapprochés, ce qui indique un effet de lentille gravitationnelle. L'objet intervenant était invisible. Par conséquent, il a été conclu qu'un trou noir était passé entre la Terre et l'objet.
Rayonnement émis
Lorsque le matériau tombe dans un trou noir d'une étoile compagnon, il est chauffé à des millions de degrés Kelvin et accéléré. Les matériaux surchauffés émettent des rayons X, qui peuvent être détectés par des rayons X tels que la rotation.
L'étoile Cygnus X-1 est une source de rayons X puissante et est considérée comme un bon candidat pour un trou noir. Comme illustré ci-dessus, de l'étoile associée HDE 226868, soufflez de la matière sur le disque d'accrétion entourant le trou noir. Lorsque ce matériau tombe dans le trou noir, il émet des rayons X, comme le montre cette image:
En plus des rayons X, les trous noirs peuvent également éjecter des matériaux à grande vitesse pour former des jets. De nombreuses galaxies ont été observées avec de tels jets. Actuellement, on pense que ces galaxies ont des trous noirs supermassifs (des milliards de masses solaires) en leur centre qui produisent les jets ainsi que de fortes émissions. Un tel exemple est la galaxie M87 comme indiqué ci-dessous:
Il est important de se rappeler que les trous noirs ne sont pas cosmiques – ils ne consommeront pas tout. Donc, bien que nous ne puissions pas voir les trous noirs, il existe des preuves indirectes de leur existence. Ils ont été associés à et restent des objets fascinants dans l'univers.
Pour plus d'informations sur les trous noirs et autres phénomènes liés à l'espace, consultez les liens ci-dessous!
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