by Le trou noir supermassif au cœur de notre Voie lactée ne se contente pas de tourner sur lui-même : il le fait à une vitesse proche de la vitesse maximale, entraînant avec lui tout ce qui se trouve à proximité.
Les physiciens ont calculé la vitesse de rotation du trou noir supermassif de la Voie lactée, appelé Sagittaire A* (Sgr A*), à l’aide du Chandra de la NASA.
La vitesse de rotation d’un trou noir est définie comme « a » et reçoit une valeur de 0 à 1, où 1 est la vitesse de rotation maximale vers un trou noir donné, qui représente une fraction significative de la vitesse de la lumière. Ruth Daly, physicienne à Penn State, et ses collègues ont découvert que le taux de rotation de Sgr A* se situe entre 0,84 et 0,96 – proche de la limite supérieure déterminée par la largeur d’un trou noir. L’équipe a décrit la vitesse fulgurante de Sgr A* dans une étude publiée le 21 octobre dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
“La découverte que Sgr A* tourne à vitesse maximale a des implications considérables pour notre compréhension de la formation des trous noirs et des processus astrophysiques associés à ces objets cosmiques fascinants”, a déclaré Xavier Calmet, physicien théoricien à l’Université du Sussex. ‘t. impliqué dans la recherche, m’a dit LiveScience dans un e-mail.
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Les trous noirs sont tellement ennuyeux
La rotation d’un trou noir est différente de celle des autres objets cosmiques. Alors que les planètes, les étoiles et les astéroïdes sont des corps solides dotés de surfaces physiques, les trous noirs sont en réalité des régions de l’espace-temps délimitées par une surface extérieure non physique appelée horizon des événements, au-delà de laquelle aucune lumière ne peut s’échapper.
“Alors que la rotation d’une planète ou d’une étoile est déterminée par la répartition de sa masse, la rotation d’un trou noir est décrite par son moment cinétique”, a déclaré Calmet. «En raison des forces gravitationnelles extrêmes à proximité d’un trou noir, la rotation provoque une forte courbure et une torsion de l’espace-temps, créant ce qu’on appelle l’ergosphère.» Cet effet est propre aux trous noirs et ne se produit pas avec les corps solides tels que les planètes ou les étoiles. “
Cela signifie que lorsque les trous noirs tournent, ils tordent littéralement le tissu de l’espace-temps, entraînant avec eux tout ce qui se trouve dans l’ergosphère.
Ce phénomène, appelé « frame dragging » ou « effet Lensing-Thirring », signifie que pour comprendre le comportement de l’espace autour d’un trou noir, les chercheurs doivent connaître sa rotation. Ce glissement de cadre donne également lieu à d’étranges effets visuels autour des trous noirs.
“Lorsque la lumière se rapproche d’un trou noir en rotation, la rotation de l’espace-temps provoque une courbure ou une torsion du trajet de la lumière”, a déclaré Calmet. «Cela entraîne un phénomène appelé lentille gravitationnelle, dans lequel le trajet de la lumière est courbé en raison de l’influence gravitationnelle du trou noir en rotation.» L’effet de traînage de cadre peut conduire à la formation d’anneaux lumineux et même à la création de l’ombre du trou noir. Ce sont des manifestations de l’influence gravitationnelle des trous noirs sur la lumière. »
La vitesse maximale théorique d’un trou noir est déterminée par la façon dont il se nourrit de matière et donc par sa croissance.
“Lorsque la matière tombe dans un trou noir, cela augmente la rotation du trou noir, mais il y a une limite au moment cinétique qu’il peut posséder”, a déclaré Calmet. «Un autre facteur est la masse du trou noir. Les trous noirs plus massifs ont une plus grande gravité, ce qui rend plus difficile l’augmentation de leur rotation.
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“De plus, l’interaction entre le trou noir et son environnement, comme les disques d’accrétion, peut transférer le moment cinétique et affecter la rotation du trou noir”, a-t-il ajouté.
Cela pourrait expliquer pourquoi Sgr A*, avec une masse équivalente à environ 4,5 millions de soleils, a une vitesse de rotation comprise entre 0,84 et 0,96, alors que le trou noir supermassif qui se nourrit rapidement au cœur de la galaxie M87 – le premier trou noir jamais photographié – est en orbite. entre 0,89 et 0,91, malgré une masse de 6,5 milliards de soleils.
