Astronomie

Quelles sont les différences entre un trou noir et un trou noir supermassif

Quelles sont les différences entre un trou noir et un trou noir supermassif


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D'après ce que j'ai compris, la masse d'un trou noir devrait être presque infinie, combien plus massif quelque chose peut-il obtenir?

  • Le nom doit-il être interprété littéralement de telle sorte qu'un Supermassif Black Hole a juste plus Masse?
  • Ou plutôt, un trou noir supermassif est-il juste un trou noir ordinaire avec une masse presque infinie et un diamètre plus grand ?
  • Si la différence est en fait un changement de diamètre, comment les changements de taille avec la rétention de l'immense masse se reflètent-ils dans le champ gravitationnel du trou noir supermassif ?

Les trous noirs de masse stellaire se forment à la suite de l'effondrement d'étoiles massives en fin de vie. Vous pouvez alors les trouver dispersées dans les galaxies, tout comme vous trouvez des étoiles massives. Ils ont généralement une masse quelques fois la masse du soleil.

Les trous noirs supermassifs se trouvent au centre des galaxies. Ils ont généralement une masse de millions de soleils.

Récemment, ils ont commencé à découvrir des trous noirs de masse intermédiaire qui brouillent les frontières entre un trou noir stellaire et un trou noir supermassif. Ils ont généralement une masse comprise entre 100 et un million de masses solaires.


La masse d'un trou noir n'est pas infinie. En fait, si un trou noir est créé qui est assez grand pour survivre à l'évaporation, sa masse sera sa masse de départ, plus toute masse engloutie, moins le rayonnement qui le quitte.

C'est pourquoi vous entendez des phrases telles que "Un trou noir avec dix fois la masse de notre soleil" ou dans le cas d'un trou noir supermassif, "... de millions de soleils"


Les trous noirs de masse stellaire et les trous noirs supermassifs se forment probablement à partir de mécanismes très différents. Bien que nous ayons une assez bonne idée de la formation des trous noirs de masse stellaire, nous ne savons toujours pas comment les trous noirs supermassifs se forment, car ils se produisent très tôt dans l'Univers.


Les trous noirs n'ont pas une masse infinie ; ils ont probablement une infinité densité au point de singularité. La masse du trou noir joue un rôle important dans le diamètre de l'horizon des événements (la sphère où la vitesse d'échappement requise dépasse la vitesse de la lumière. La partie « noire ».)

Un trou noir supermassif, comme vous l'avez suggéré, a juste plus de masse ; Il a beaucoup plus de masse qu'un trou noir de masse stellaire. Les trous noirs supermassifs sont généralement au centre des galaxies et peuvent avoir des influences gravitationnelles dans toute la galaxie, tandis que les trous noirs de masse stellaire auront l'influence gravitationnelle de la taille de l'ancienne grande étoile à partir de laquelle ils se sont formés.


Comment un trou noir supermassif est né

Les trous noirs supermassifs, ou SMBH, sont des trous noirs dont la masse est plusieurs millions à plusieurs milliards de fois la masse de notre soleil. La Voie lactée abrite un SMBH dont la masse est plusieurs millions de fois la masse solaire. Étonnamment, les observations astrophysiques montrent que les SMBH existaient déjà lorsque l'univers était très jeune. Par exemple, un milliard de trous noirs de masse solaire ont été découverts alors que l'univers n'avait que 6 % de son âge actuel, soit 13,7 milliards d'années. Comment naissent ces SMBH dans l'univers primitif ?

Une équipe dirigée par un physicien théoricien de l'Université de Californie, Riverside, a trouvé une explication : un trou noir de graine massif que l'effondrement d'un halo de matière noire pourrait produire.

Le halo de matière noire est le halo de matière invisible entourant une galaxie ou un amas de galaxies. Bien que la matière noire n'ait jamais été détectée dans les laboratoires, les physiciens restent convaincus que cette matière mystérieuse qui constitue 85 % de la matière de l'univers existe. Si la matière visible d'une galaxie n'était pas incrustée dans un halo de matière noire, cette matière s'envolerait.

"Les physiciens se demandent pourquoi les SMBH dans l'univers primitif, qui sont situés dans les régions centrales des halos de matière noire, se développent si massivement en peu de temps", a déclaré Hai-Bo Yu, professeur agrégé de physique et d'astronomie à l'UC Riverside, qui a dirigé l'étude qui apparaît dans Lettres de revues astrophysiques. "C'est comme un enfant de 5 ans qui pèse, disons, 200 livres. Un tel enfant nous étonnerait tous parce que nous connaissons le poids typique d'un nouveau-né et à quelle vitesse ce bébé peut grandir. En ce qui concerne les trous noirs, les physiciens ont des attentes générales concernant la masse d'un trou noir de graine et son taux de croissance. La présence de SMBH suggère que ces attentes générales ont été violées, nécessitant de nouvelles connaissances. Et c'est excitant. "

Un trou noir de graine est un trou noir à son stade initial - semblable au stade de bébé dans la vie d'un humain.

"Nous pouvons penser à deux raisons", a ajouté Yu. "La graine - ou " bébé " - le trou noir est soit beaucoup plus massif, soit il grandit beaucoup plus vite que nous le pensions, ou les deux. La question qui se pose alors est de savoir quels sont les mécanismes physiques pour produire un trou noir suffisamment massif ou atteindre un taux de croissance assez rapide ?"

"Il faut du temps pour que les trous noirs deviennent massifs en accrétant la matière environnante", a déclaré le co-auteur Yi-Ming Zhong, chercheur postdoctoral à l'Institut Kavli de physique cosmologique de l'Université de Chicago. "Notre article montre que si la matière noire a des auto-interactions, l'effondrement gravothermique d'un halo peut conduire à un trou noir suffisamment massif. Son taux de croissance serait plus conforme aux attentes générales."

En astrophysique, un mécanisme populaire utilisé pour expliquer les SMBH est l'effondrement du gaz primitif dans les protogalaxies de l'univers primitif.

"Ce mécanisme, cependant, ne peut pas produire un trou noir de graine suffisamment massif pour accueillir les SMBH nouvellement observés - à moins que le trou noir de graine n'ait connu un taux de croissance extrêmement rapide", a déclaré Yu. "Notre travail fournit une explication alternative : un halo de matière noire à interaction automatique subit une instabilité gravothermique et sa région centrale s'effondre dans un trou noir de graine."

L'explication que Yu et ses collègues proposent fonctionne de la manière suivante :

Les particules de matière noire se regroupent d'abord sous l'influence de la gravité et forment un halo de matière noire. Au cours de l'évolution du halo, deux forces concurrentes - la gravité et la pression - agissent. Alors que la gravité attire les particules de matière noire vers l'intérieur, la pression les pousse vers l'extérieur. Si les particules de matière noire n'ont pas d'auto-interactions, alors, à mesure que la gravité les attire vers le halo central, elles deviennent plus chaudes, c'est-à-dire qu'elles se déplacent plus rapidement, que la pression augmente efficacement et qu'elles rebondissent. Cependant, dans le cas de la matière noire auto-interagissant, les auto-interactions de la matière noire peuvent transporter la chaleur de ces particules « plus chaudes » vers des particules plus froides à proximité. Cela rend difficile le rebond des particules de matière noire.

Yu a expliqué que le halo central, qui s'effondrerait dans un trou noir, a un moment angulaire, ce qui signifie qu'il tourne. Les auto-interactions peuvent induire une viscosité, ou "frottement", qui dissipe le moment angulaire. Pendant le processus d'effondrement, le halo central, qui a une masse fixe, rétrécit en rayon et ralentit en rotation en raison de la viscosité. Au fur et à mesure que l'évolution se poursuit, le halo central finit par s'effondrer dans un état singulier : un trou noir de graine. Cette graine peut devenir plus massive en accrétant la matière baryonique environnante - ou visible - telle que le gaz et les étoiles.

"L'avantage de notre scénario est que la masse du trou noir germe peut être élevée car elle est produite par l'effondrement d'un halo de matière noire", a déclaré Yu. « Ainsi, il peut devenir un trou noir supermassif dans un délai relativement court. »

Le nouveau travail est nouveau en ce sens que les chercheurs identifient l'importance des baryons - des particules atomiques et moléculaires ordinaires - pour que cette idée fonctionne.

"Tout d'abord, nous montrons que la présence de baryons, tels que le gaz et les étoiles, peut accélérer considérablement le début de l'effondrement gravothermique d'un halo et qu'un trou noir pourrait être créé suffisamment tôt", a déclaré Wei-Xiang Feng, étudiant diplômé de Yu. et un co-auteur sur le papier. "Deuxièmement, nous montrons que les auto-interactions peuvent induire une viscosité qui dissipe le reste de moment angulaire du halo central. Troisièmement, nous développons une méthode pour examiner la condition de déclenchement de l'instabilité relativiste générale du halo effondré, ce qui garantit qu'un trou noir pourrait forme si la condition est remplie.

Au cours de la dernière décennie, Yu a exploré de nouvelles prédictions sur les auto-interactions de la matière noire et leurs conséquences observationnelles. Ses travaux ont montré que la matière noire à interaction automatique peut fournir une bonne explication du mouvement observé des étoiles et du gaz dans les galaxies.

"Dans de nombreuses galaxies, les étoiles et le gaz dominent leurs régions centrales", a-t-il déclaré. "Ainsi, il est naturel de se demander comment la présence de cette matière baryonique affecte le processus d'effondrement. Nous montrons que cela accélérera le début de l'effondrement. Cette caractéristique est exactement ce dont nous avons besoin pour expliquer l'origine des trous noirs supermassifs dans l'univers primitif. Les auto-interactions conduisent également à une viscosité qui peut dissiper le moment angulaire du halo central et aider davantage le processus d'effondrement. "


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SComment se forment les trous noirs supermassifs ?

Les trous noirs ont tendance à devenir de plus en plus gros grâce aux fusions. Et cela devrait également être le cas pour les trous noirs supermassifs.

Bien qu'il existe de nombreuses théories sur la façon dont ce type de trou noir se forme, l'une des plus convaincantes est qu'ils deviennent si gros grâce à une réaction en chaîne d'étoiles et de trous noirs en collision. Dans ce scénario, la graine du trou noir supermassif fusionne continuellement et engloutit de plus en plus de matière, devenant finalement si massive qu'elle « coule » vers le centre de sa galaxie.

En cours de route, le trou noir pourrait se joindre à des trous noirs plus stellaires et de masse intermédiaire, devenant encore plus massifs. Mais finalement, il arrivera au cœur de la galaxie (si cela n'a pas déjà commencé là-bas) et continuera à se gaver de tout matériau qui s'éloigne trop près. Sur des milliards d'années, ce processus pourrait permettre à un trou noir d'atteindre des millions de fois la masse du Soleil.

Comment se forment les trous noirs primordiaux (s'ils existent) ?

Enfin, nous serions négligents si nous ne discutions pas brièvement d'un type hypothétique de trou noir appelé trou noir primordial.

Comme leur nom l'indique, les trous noirs primordiaux sont nés lorsque l'univers était encore jeune, à peine une seconde après le Big Bang. C'était bien avant que les étoiles, les galaxies et autres trous noirs n'existent.

Mais les trous noirs primordiaux n'auraient pas commencé comme une étoile de toute façon. Ils auraient surgi lorsque l'univers nouvellement créé n'était pas encore homogène et uniformément réparti. À ce stade, certains scientifiques pensent que certaines parties de l'univers étaient incroyablement riches en énergie. Ce sont ces points minuscules et incroyablement énergétiques dans l'espace qui auraient pu théoriquement s'effondrer directement dans les trous noirs primordiaux. Et selon combien de temps après le Big Bang ces premiers trous noirs se sont formés, ils pourraient aller d'environ 0,00001 fois la masse d'un trombone à environ 100 000 fois la masse du Soleil.


Trou noir supermassif dans la Voie lactée

Il est probable, grâce à un point culminant de preuves, que la galaxie de la Voie Lactée a un trou noir supermassif en son centre, dans une région appelée Sagittaire A*. Les preuves sont détaillées ci-dessous :

  • L'étoile S2 suit une orbite avec une période de 15,2 ans et un péricentre (distance la plus proche) de 17 heures-lumière (1,8 × 10 13 m ou 120 UA) du centre du sujet.
  • À partir du mouvement de S2, la masse de l'objet peut être estimée à 4,1 millions de M
  • Aucun objet astronomique connu autre qu'un trou noir ne peut contenir 4,1 millions de M dans ce volume d'espace.

Les observations infrarouges de l'activité des éruptions lumineuses près du Sagittaire A* montrent un mouvement orbital du plasma avec une période de 45 ± 15 min à une séparation de six à dix fois le rayon gravitationnel du SMBH. Cette émission est cohérente avec une orbite circularisée d'un point chaud polarisé sur un disque d'accrétion dans un champ magnétique puissant.


3 trous noirs majeurs

Il y a trois (3) trous noirs majeurs observés près de notre galaxie.

  • A0620-00. Il s'agit d'un système d'étoiles binaires qui appartient à la constellation Monoceros. Ce système se compose de deux objets principaux, une étoile de séquence et une masse inconnue où les scientifiques pensent être un trou noir de masse stellaire. Ce système se trouve à environ trois mille (3000) années-lumière.
  • Cygne X-1. Il s'agit d'un type de système de source de rayons X galactique que l'on trouve dans la constellation du Cygne et qui est largement reconnu par les scientifiques comme un trou noir. Découvert en 1964, ce système est le plus étudié des objets astronomiques espacés dont la masse est estimée à quinze (15) fois celle de notre Soleil. Ce même système appartient également à une association stellaire appelée Cygnus OB3. Cela signifie que le Cygnus X-1 a environ cinq (5) millions d'années et provient d'une étoile progénitrice de plus de quarante (40) masses solaires.
  • V404 Cygni. Il s'agit d'un système binaire et d'un microquasar constitué d'un trou noir portant une masse de douze. Il a également une étoile compagne K avec une masse plus petite que celle de notre Soleil. Le trou noir et l'étoile orbitent à courte distance. En raison de la gravité intense du trou noir (et de leur proximité également), l'étoile perd de la masse au profit du disque d'accrétion du trou noir.

Selon Stephen Hawking, dans des conditions générales, la surface totale d'un trou noir ne diminue jamais même après avoir absorbé de la masse. Cette hypothèse est maintenant appelée la deuxième loi de la mécanique des trous noirs qui est assez similaire à la deuxième loi de la thermodynamique qui stipule que la somme totale de l'entropie d'un système ne peut jamais diminuer. Le lien entre ces deux lois a été complété par le fait que les trous noirs peuvent émettre un rayonnement du corps noir à une température particulière. Cet événement était basé sur la théorie quantique des champs découverte par Stephen Hawking.

Photo par : ipicgr

À propos de Sonia Madaan

Sonia Madaan est écrivaine et éditrice fondatrice du blog d'éducation scientifique EarthEclipse. Sa passion pour l'enseignement des sciences l'a poussée à lancer EarthEclipse dans le seul but de trouver et de partager des faits scientifiques amusants et intéressants. Elle aime écrire sur des sujets liés à l'espace, l'environnement, la chimie, la biologie, la géologie et la géographie. Quand elle n'écrit pas, elle adore regarder des films de science-fiction sur Netflix.


Autres Galaxies :

Les astronomes ont également trouvé des preuves de SMBH au centre d'autres galaxies au sein du groupe local et au-delà. Il s'agit notamment de la galaxie d'Andromède (M31) et de la galaxie elliptique M32, ainsi que de la galaxie spirale éloignée NGC 4395. Ceci est basé sur le fait que les étoiles et les nuages ​​de gaz près du centre de ces galaxies montrent une augmentation observable de la vitesse.

Une autre indication est les noyaux galactiques actifs (AGN), où des sursauts massifs de bandes d'ondes radio, micro-ondes, infrarouges, optiques, ultraviolets (UV), rayons X et rayons gamma sont périodiquement détectés provenant des régions de la matière froide (gaz et poussière ) au centre de galaxies plus grandes. Bien que le rayonnement ne provienne pas des trous noirs eux-mêmes, on pense que l'influence d'un objet aussi massif sur la matière environnante en serait la cause.

Bref, le gaz et la poussière forment des disques d'accrétion au centre des galaxies qui orbitent autour des trous noirs supermassifs, leur alimentant progressivement de la matière. L'incroyable force de gravité dans cette région comprime le matériau du disque jusqu'à ce qu'il atteigne des millions de degrés Kelvin, générant un rayonnement lumineux et une énergie électromagnétique. Une couronne de matière chaude se forme également au-dessus du disque d'accrétion et peut diffuser des photons jusqu'à des énergies de rayons X.

L'interaction entre le champ magnétique tournant SMBH et le disque d'accrétion crée également de puissants jets magnétiques qui tirent de la matière au-dessus et au-dessous du trou noir à des vitesses relativistes (c'est-à-dire à une fraction significative de la vitesse de la lumière). Ces jets peuvent s'étendre sur des centaines de milliers d'années-lumière et constituent une deuxième source potentielle de rayonnement observé.

Lorsque la galaxie d'Andromède fusionnera avec la nôtre dans quelques milliards d'années, le trou noir supermassif qui se trouve en son centre fusionnera avec le nôtre, produisant un trou beaucoup plus massif et puissant. Cette interaction est susceptible de chasser plusieurs étoiles de notre galaxie combinée (produisant des étoiles voyous), et est également susceptible de faire redevenir actif notre noyau galactique (qui est actuellement inactif).

L'étude des trous noirs en est encore à ses balbutiements. Et ce que nous avons appris au cours des dernières décennies seulement a été à la fois passionnant et impressionnant. Qu'ils soient de faible masse ou supermassifs, les trous noirs font partie intégrante de notre Univers et jouent un rôle actif dans son évolution.

Qui sait ce que nous trouverons en scrutant plus profondément l'Univers ? Peut-être qu'un jour nous, la technologie, et l'audace pure, existerons pour que nous puissions essayer de culminer sous le voile d'un horizon des événements. Pouvez-vous imaginer que cela se produise?

Astronomy Cast également quelques épisodes pertinents sur le sujet. Voici l'épisode 18 : Trous noirs grands et petits et l'épisode 98 : Quasars.

Plus à explorer: les épisodes d'Astronomy Cast Quasars et Black Holes Big and Small.


Nouvelles fraîches maintenant

Les trous noirs sont les objets les plus denses de l'univers, ce qui leur confère une puissante attraction gravitationnelle sur l'espace qui les entoure.
Ils peuvent être des millions de fois plus gros que les soleils et les planètes, ou aussi petits qu'une ville.
En utilisant uniquement la gravité, les trous noirs peuvent déchirer des planètes et des étoiles entières, mais leur puissance dépend de la masse à l'intérieur.

Voici une transcription de la vidéo.

Narrateur : Le cosmos peut être un endroit dangereux. Prenez les trous noirs, par exemple. Ils font partie des objets les plus violents de notre univers, assez puissants pour mettre en pièces des étoiles entières.

Leur arme secrète est la gravité. Vous voyez, plus vous pouvez réduire la masse dans un petit espace, plus votre force gravitationnelle deviendra forte. Pour faire de la Terre un trou noir, par exemple, vous devez la réduire à moins d'un pouce de diamètre.

Mais les vrais trous noirs sont beaucoup plus gros que cela et ont une masse bien plus importante que la Terre. Voici à quel point les trous noirs peuvent vraiment devenir gros.

Il existe trois types courants de trous noirs. Les plus petits sont les trous noirs stellaires, qui se forment après qu'une étoile géante a explosé et s'est effondrée sur elle-même, comme celle-ci, qui mesure environ 40 miles de diamètre, soit environ trois fois la longueur de Manhattan. Mais dans ce petit espace se trouve une masse suffisante pour égaler 11 de nos soleils.

Dans une autre galaxie, appelée M33, il y a un trou noir de 58 miles de diamètre et contenant autant de masse que 15,7 soleils à l'intérieur.

Viennent ensuite les trous noirs de masse intermédiaire, comme celui-ci. À 1460 milles de diamètre, il est presque assez grand pour s'étendre de la Floride au Maine et, selon certains calculs, contient la masse de 400 soleils.

À ce stade, les trous noirs commencent à devenir assez gros par rapport à la Terre, mais ce n'est toujours rien si l'on considère la masse qu'ils transportent. Prenez ce trou noir, par exemple. Il fait près de deux fois la taille de Jupiter, s'étendant sur une région d'environ 172 000 miles de large, mais à l'intérieur se trouve la masse de 47 000 soleils.

Mais ces trous noirs ne sont rien comparés aux trous noirs supermassifs, comme le Sagittaire A*, qui vit au centre de notre galaxie de la Voie Lactée. Il couvre une région d'environ 14,6 millions de miles de diamètre. Cela fait environ 168 Jupiters de diamètre, et à l'intérieur se trouve la même masse que 4 millions de soleils combinés. Cela peut sembler énorme, mais le Sagittaire A* est petit par rapport aux autres trous noirs supermassifs.

Prenez celle au centre de notre voisine la galaxie d'Andromède, qui a un diamètre de 516 millions de miles, plus grand que l'orbite de Jupiter, et contient une masse suffisante pour égaler celle de 140 millions de soleils. Nous arrivons enfin à certains des plus grands trous noirs de l'univers, et pourtant nous n'en avons pas atteint un qui dépasse la taille de notre système solaire.

Examinons donc le trou noir supermassif au centre de la galaxie Sombrero. Il mesure 2 milliards de kilomètres de diamètre, il s'étendrait donc plus loin que l'orbite d'Uranus, et il a à peu près la même …lire la suite


D'où viennent les trous noirs supermassifs ?

Pour réviser cet article, visitez Mon profil, puis Afficher les histoires enregistrées.

Deux chercheurs de l'Université Western en Ontario, au Canada, ont développé leur modèle en examinant les quasars, qui sont des trous noirs supermassifs. Nasa

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Les astronomes ont une assez bonne idée de la façon dont la plupart des trous noirs se forment : une étoile massive meurt, et après être devenue une supernova, la masse restante (s'il y en a assez) s'effondre sous la force de sa propre gravité, laissant derrière elle un trou noir qui se situe entre cinq et 50 fois la masse de notre Soleil. Ce que cette histoire d'origine ordonnée n'explique pas, c'est où les trous noirs supermassifs, qui vont de 100 000 à dizaines de milliards de fois la masse du Soleil, proviennent. Ces monstres existent au centre de presque toutes les galaxies de l'univers, et certains ont émergé seulement 690 millions d'années après le Big Bang. En termes cosmiques, c'est pratiquement un clin d'œil – pas assez longtemps pour qu'une étoile naisse, s'effondre dans un trou noir et mange suffisamment de masse pour devenir supermassive.

Une explication de longue date de ce mystère, connue sous le nom de théorie de l'effondrement direct, émet l'hypothèse que les anciens trous noirs se sont en quelque sorte agrandis sans l'avantage d'une étape de supernova. Maintenant, deux chercheurs de l'Université Western en Ontario, au Canada, Shantanu Basu et Arpan Das, ont trouvé certaines des premières preuves d'observation solides de la théorie. Comme ils l'ont décrit à la fin du mois dernier dans Les lettres du journal astrophysique, ils l'ont fait en regardant les quasars.

Les quasars sont des trous noirs supermassifs qui aspirent ou accumulent en continu de grandes quantités de matière. Ils portent un nom spécial car la substance qui y tombe émet un rayonnement lumineux, ce qui les rend plus faciles à observer que de nombreux autres types de trous noirs. La distribution de leurs masses - combien sont plus gros, combien sont plus petits et combien sont entre les deux - est le principal indicateur de la façon dont ils se sont formés.

Après avoir analysé ces informations, Basu et Das ont suggéré que les trous noirs supermassifs pourraient être le résultat d'une réaction en chaîne. Ils ne peuvent pas dire exactement d'où viennent les graines des trous noirs, mais ils pensent savoir ce qui s'est passé ensuite. Chaque fois que l'un des trous noirs naissants accrétait de la matière, il irradiait de l'énergie, ce qui réchaufferait les nuages ​​de gaz voisins. Un nuage de gaz chaud s'effondre plus facilement qu'un nuage froid à chaque gros repas, le trou noir émettrait plus d'énergie, réchauffant d'autres nuages ​​de gaz, etc. Cela correspond aux conclusions de plusieurs autres astronomes, qui pensent que la population de trous noirs supermassifs a augmenté à un rythme exponentiel dans l'enfance de l'univers.

Mais à un moment donné, la réaction en chaîne s'est arrêtée. Alors que de plus en plus de trous noirs, d'étoiles et de galaxies, naissaient et commençaient à émettre de l'énergie et de la lumière, les nuages ​​de gaz se sont évaporés. "Le champ de rayonnement global dans l'univers devient trop fort pour permettre à de telles quantités de gaz de s'effondrer directement", a déclaré Basu. « Et ainsi, tout le processus prend fin. » Lui et Das estiment que la réaction en chaîne a duré environ 150 millions d'années.

La limite de vitesse généralement acceptée pour la croissance des trous noirs s'appelle le taux d'Eddington, un équilibre entre la force de rayonnement vers l'extérieur et la force de gravité vers l'intérieur. Cette limite de vitesse peut théoriquement être dépassée si la matière s'effondre assez rapidement. Le modèle de Basu et Das suggère que les trous noirs accumulaient de la matière à trois fois le taux d'Eddington aussi longtemps que la réaction en chaîne se produisait. Pour les astronomes qui traitent régulièrement des nombres en millions, milliards et trillions, trois est assez modeste.

"Si les chiffres s'étaient avérés fous, comme si vous aviez besoin de 100 fois le taux d'accrétion d'Eddington, ou si la période de production est de 2 milliards d'années, ou de 10 ans", dit Basu, "alors nous devrions probablement conclure que le modèle est faux. . "


Qu'est-ce que cela signifie lorsqu'un trou noir est en sommeil ?

Qu'est-ce qu'un trou noir dormant ? est apparu à l'origine sur Quora - le réseau de partage des connaissances où les questions impérieuses sont répondues par des personnes avec des idées uniques.

Réponse de David Kahana, physicien déséquilibré, sur Quora :

Il semble que certains trous noirs supermassifs qui se trouvent au centre des galaxies soient dans un état où les étoiles et le gaz y tombent constamment - ils émettent d'énormes jets de gaz dans le milieu intergalactique et sont très brillants dans la direction des jets.

C'est le cas surtout pour les galaxies très lointaines et était plus fréquent, semble-t-il, dans l'univers primitif.

Pendant très longtemps, ceux-ci ont été appelés noyaux galactiques actifs et quasars, mais l'interprétation de loin la plus probable est qu'ils sont en fait des trous noirs supermassifs absorbant actuellement beaucoup d'étoiles et de gaz.

Au fil du temps, il est possible que toutes les étoiles et tous les gaz proches du trou noir qui peuvent être absorbés aient déjà été absorbés.

Les trous noirs ne sont pas comme des aspirateurs, ils n'aspirent pas réellement la matière près d'eux et ne la tirent pas. Ils exercent la gravité et les marées sur la matière près d'eux et leur rotation a également un effet, mais le gaz et les étoiles peuvent être sur une orbite stable autour du trou noir pendant très longtemps s'ils se trouvent à une distance de sécurité.

Si c'est le cas pour tout le gaz et les étoiles à proximité, alors un trou noir actif deviendra inactif, il y aura une longue période où rien ne se passe. Il reste là et la matière tourne encore et encore. On l'appelle au repos ou dormant pendant cette phase.

Mais il y a des forces de marée sur les étoiles dues au trou noir et il y a une friction dans le gaz et avec le temps, cela peut retirer de l'énergie du gaz et des étoiles qui orbitent très près d'un trou noir dormant.

Finalement, cela peut arriver à un point où une étoile ou un nuage de gaz tombe, car à mesure que l'énergie est perdue, l'orbite devient de plus en plus petite et de plus en plus rapide.

À ce stade, le trou noir dormant se réveille de manière spectaculaire.

C'est ce qui se passe actuellement avec le trou noir au centre de notre galaxie. Il est surtout au repos. De temps en temps, un petit nuage de gaz tombe et se réveille. La dernière prédiction selon laquelle cela se produirait remonte à quelques années à peine, mais c'était un peu long si je me souviens bien, et on n'a pas vu autant de réaction que prévu.

Alors que les étoiles s'éteignent et que l'univers continue de s'étendre, tous les trous noirs devraient finir par devenir dormants.

Ils resteront assis là où ils sont, tournant en silence. Très progressivement, ils s'évaporent si Hawking a raison sur le rayonnement du trou noir. Finalement, ils s'évaporeront complètement et disparaîtront, et il ne restera plus rien, mais le temps nécessaire pour que cela se produise est énorme - de l'ordre de 10^100 ans.

Ainsi, des trous noirs dormants de la taille de celui qui vient d'être découvert (21 milliards de masses solaires) ne vont nulle part rapidement.

Cette question est apparu à l'origine sur Quora - le réseau de partage des connaissances où des personnes ayant des idées uniques répondent à des questions convaincantes. Vous pouvez suivre Quora sur Twitter, Facebook et Google+. Plus de questions :


Données étendues Figure 1 Deux exemples de spectres (lignes noires) et leurs ajustements cinématiques (lignes rouges).

Les résidus pour les deux spectres sont indiqués en vert. Le spectre supérieur provient de l'un des pixels les plus centraux et correspond au spectre d'un seul pixel de 0,05′′ × 0,05′′. Le spectre inférieur est à un rayon de 0,4′′ et est la somme de 17 pixels spatiaux. Les rapports signal/bruit sont donnés par élément de résolution. Le contraste de dispersion est très clair, avec de larges lignes lisses dans le haut du spectre et des lignes plus nettes dans le bas. Les deux spectres ont été normalisés à un, le spectre central a ensuite été décalé de +1 pour la visibilité. Les résidus ont été compensés par 0,5 et 1,5.

Données étendues Figure 2 Les résultats complets des ajustements cinématiques à M60-UCD1.

une, Vitesse radiale b, dispersion c, l'asymétrie h3 , aplatissement h4. Les contours noirs montrent le continuum de la bande K à des intervalles de 1 mag arcsec -2 . La médiane 1σ les erreurs sont de 5,8 km s −1 pour les vitesses, 6,8 km s −1 pour la dispersion, 0,06 pour h3 et 0,07 pour h4. L'asymétrie montre clairement l'anti-corrélation communément observée avec la vitesse 49 .

Données étendues Figure 3 Distribution de la masse en fonction du spin et du rayon moyen des orbites déduites du modèle dynamique.

Le spin moyen est défini comme , où est le moment cinétique moyen le long de la z-direction, est le rayon moyen, et est le second moment moyen de l'orbite. Plusieurs composants distincts sont visibles. Bien que 70% de la masse soit sur des orbites co-rotatives avec (représentés par des lignes rouges et bleues), il existe également une masse importante dans les composants sans rotation ni contre-rotation.

Données étendues Figure 4 Anisotropie et distribution du type d'orbite en fonction du rayon.

une, β et βz représentés respectivement par des lignes pleines et en pointillés. Anisotropie indique la taille relative de l'ellipsoïde de vitesse en coordonnées sphériques et elle est relativement constante sur les rayons sondés par la cinématique. D'autre part (en unités cylindriques) diminue progressivement. Nous notons, cependant, que l'ellipsoïde de vitesse ne peut pas être aligné avec les coordonnées cylindriques à travers un système stellaire, et donc une interprétation physique de βz n'est pas simple. b, La fraction relative de l'orbite en fonction du rayon.

Données étendues Figure 5 Modèles dynamiques de gradient de rapport masse/lumière.

une, La ligne continue montre le meilleur rapport masse/lumière de la bande g (M/Lg) pour un modèle qui comprend un M/L dégradé mais pas de trou noir. Le maximum M/Lg attendu pour une population stellaire normale (en supposant un FMI standard et un âge de 13 Gyr) est ∼ 5,1 la valeur centrale M/Lg est d'environ trois fois cette valeur. Les lignes grises indiquent la plage de M/Lg valeurs pour les modèles de gradient dans 1σ du meilleur ajustement. La ligne pointillée montre la constante la mieux ajustée-M/L modèle pour un modèle incluant un trou noir supermassif. b, La masse enfermée en fonction du rayon. La variable M/L l'ajustement sans trou noir est représenté par la ligne continue avec les incertitudes en gris. Les lignes pointillées noires et rouges montrent la masse stellaire fermée et la masse comprenant le trou noir de la constante-M/L + ajustement trou noir.

Données étendues Figure 6 Simulations de l'effraction des marées.

une, L'évolution de la masse liée au géniteur au fur et à mesure qu'il est dépouillé pour former un UCD. Les propriétés de l'ancêtre étaient basées sur des estimations de M60-UCD1, tandis que la galaxie de décapage est basée sur le potentiel de M60. b, L'évolution du profil de densité d'une galaxie dénudée par les marées qui donne un objet final similaire à celui de M60-UCD1.


Voir la vidéo: El monstruoso agujero negro que no debería existir (Mai 2022).


Commentaires:

  1. Garrity

    Non, je ne peux pas vous le dire.

  2. Prior

    intéressant. seul le nom est en quelque sorte frivole.

  3. Mikabei

    Peut-être que je suis d'accord avec votre opinion

  4. Swayn

    Très bon poste utile.J'ai moi-même récemment recherché sur Internet ce sujet et toutes les discussions qui y sont liées.

  5. Drem

    A mon avis, ils ont tort. Je propose d'en discuter.



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