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Trou noir : un modèle théorique accepté depuis 20 ans contredit en laboratoire

Crédits : Sandia Labs

Les trous noirs sont les phénomènes cosmiques les plus intenses et les plus mystérieux de l’Univers. Et mystérieux, ils le sont encore plus aujourd’hui. Une récente étude publiée dans les Physical Review Letters déraille en effet des décennies de théories scientifiques.

Comme vous le savez, les trous noirs sont par définition invisibles. En revanche, les chercheurs sont aujourd’hui capables de détecter l’émission de matière environnante juste avant qu’elle ne soit consommée par le trou noir. Cette matière environnante forme alors autour du trou un disque, appelé disque d’accrétion. Chauffée à bloc, la matière produit alors une lueur brillante qui peut être vue par des instruments qui détectent les rayons X.

La plupart des chercheurs conviennent qu’une excellente façon de connaître les trous noirs est d’utiliser des instruments satellitaires pour collecter des spectres de rayons X. Mais le fait est que les plasmas qui émettent les rayons X sont exotiques, et les modèles utilisés pour interpréter leurs spectres n’ont jamais été testés dans le laboratoire jusqu’à maintenant. Pour recréer physiquement les conditions autour d’un trou noir aussi étroitement que possible, les chercheurs ont utilisé la machine Z; le générateur de rayons X le plus puissant de la planète, installé dans les locaux des laboratoires Sandia à Albuquerque au Nouveau-Mexique (États-Unis).

Credit: Illustration artistique d’un trou noir – Petrovich9 / istock

Le but était ici de tester l’hypothèse dite de « destruction d’Auger résonnante », une notion selon laquelle sous l’effet de la gravité immédiate d’un trou noir et du rayonnement intense, les électrons de fer hautement dynamisés n’émettent pas de lumière sous la forme de photons. Cette hypothèse a été un élément majeur de la physique théorique du trou noir pendant une vingtaine d’années, mais de récentes expériences menées à Sandia suggèrent que cet effet ne s’est pas produit. Cela pourrait signifier que certaines recherches sur l’astrophysique au cours des deux dernières décennies pourraient être erronées.

« Notre recherche suggère qu’il faudra retravailler de nombreux articles scientifiques publiés au cours des 20 dernières années« , explique Guillaume Loisel dans un communiqué, principal auteur de ces recherches.

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