TROUS NOIRS ET AUTRES ASTRES ETRANGES. Astro. Découverte

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1 ET AUTRES ASTRES ETRANGES Astro 1

2 Les astres denses issus de la mort des étoiles en fin de vie, une étoile explose ou éjecte progressivement une partie de sa matière mais il reste une sorte de noyau: très petit par rapport à la taille initiale de l étoile, mais pourtant très lourd! Car une grande partie de la matière de l étoile s est concentrée dans un petit volume, comme si l étoile s était «ratatinée» sur elle-même! - On parle d «effondrement gravitationnel» l astre qui reste après la mort de l étoile est une naine blanche, ou une étoile à neutrons, ou un trou noir 2

3 La densité La densité de la matière, c est sa «concentration»: à volume égal, une matière dense pèse plus lourd qu une matière peu dense Les astres issus de la mort des étoiles sont beaucoup plus denses que toutes les matières que nous connaissons 3

4 aluminium 2,70 eau 1 Exemples de densités fer 7,9 plomb 11,3 densité moyenne de la Terre 5,5 naine blanche 10 6 étoile à neutrons trou noir «stellaire» >

5 Etoiles à neutrons et pulsars Les étoiles à neutrons sont formés de particules élémentaires, appelées neutrons, collés les uns aux autres (alors que dans la matière ordinaire les neutrons sont éloignés les uns des autres) Ces astres tournent très rapidement sur eux- mêmes et émettent parfois des ondes radio perceptibles depuis la Terre: on parle alors de pulsar. Un pulsar a été détecté au centre de la nébuleuse du Crabe 5

6 Les trous noirs Un trou noir n est pas un «trou», mais bien un astre! Un astre noir, et extrêmement dense... Pourquoi noir? Parce qu il ne peut émettre aucune lumière vers nous Pourquoi? Parce qu il exerce une extraordinaire force d attraction sur tout ce qui l entoure: si forte qu il attire tout vers lui, même la lumière! 6

7 Pourquoi un «trou» Les astres très denses déforment l espace qui les entoure théorie de la relativité générale d Albert Einstein Un trou noir déforme tellement l espace qu il crée une sorte de tourbillon, qui aspire tout ce qui passe à proximité Vue d artiste d un trou noir 7

8 Des trous noirs plus gros... Les trous noirs issus de la mort d une étoile ne sont pas très gros (pas très massifs) Il existe d autres sortes de trous noirs, beaucoup plus gros, comme par exemple au centre de certains amas globulaires ils se sont peut-être produit à la suite de l effondrement de plusieurs étoiles les unes sur les autres... 8

9 Les trous noirs géants Des trous noirs ont été détectés au centre de certaines galaxies Ce sont des trous noirs géants (ou trous noirs «super massifs») Il y en a un au centre de notre galaxie, la Voie Lactée: sa masse est estimée à 3 millions de fois la masse du Soleil 9

10 Comment détecte-t-on les trous noirs? Les trous noirs n émettent pas de lumière ni aucun rayonnement: on ne peut donc les observer directement mais il existe des méthodes de détection: la matière qui passe à proximité, au moment où elle tombe dans le «tourbillon», émet d intenses rayonnements (des rayons X surtout), que l on peut détecter on peut observer les étoiles voisines d un trou noir géant: elles tournent autour du trou noir, à une vitesse qui dépend de la masse du trou noir - plus le trou noir est massif, plus l étoile tourne vite! - cela permet de calculer la masse du trou noir 10

11 L étude du centre de la Voie Lactée: les rayonnements Une intense source de rayonnement (ondes radio et rayons X) a été détectée au centre de la Voie Lactée Cette source est appelée «Sagitaire A» (SgrA) Le centre de la Voie Lactée vu par le télescope spatial Chandra (rayons X) 11

12 Mouvements d étoiles au centre de la Voie Lactée Le mouvement d étoile proche de Sgr A a été étudié pendant 10 ans: elle tourne à plus de 5000 km par seconde autour de Sgr A, ce qui prouve la présence d un astre super massif 12

13 Les quasars Certaines galaxies ont un noyau extraordinairement lumineux: on parle de glaxies «actives» ou de «quasars» on peut ainsi les voir même si elles sont extrêmement lointaines on pense que cette luminosité est produite par des phénomènes au voisinage d un trou noir super massif, qui attire à lui des étoiles: les étoiles se mettent à aller très vite, se cognent, ou explosent, et vont s écraser sur le trou noir... Le quasar QSO vu par le télescope Hubble 13