Un trou noir pourrait avoir 1 million de planètes potentiellement capables de supporter la vie telle que nous la connaissons en orbite autour de lui, suggère un astrophysicien.
Si vous aviez un diplôme en astrophysique, l’accès à des ordinateurs de haute puissance, et un certain attrait pour la science-fiction, vous pourriez faire ce que Sean Raymond a fait : simuler le système planétaire ultime. Les astronomes jugent souvent un monde potentiellement habitable s’il tourne en orbite dans une zone où l’eau liquide pourrait survivre à sa surface. Si la zone habitable de notre Soleil n’héberge qu’une planète (la Terre), l’histoire pourrait être différente autour d’autres étoiles. Sean Raymond, astrophysicien à l’Observatoire de Bordeaux en France, a de son côté récemment entrepris d’évaluer combien de planètes pourraient orbiter autour d’un trou noir.
Il y a actuellement deux types de trous noirs bien connus : les trous noirs de masse stellaire, égaux en masse à quelques soleils. Ils se forment quand des étoiles géantes meurent et s’effondrent sur elles-mêmes. Viennent après et les trous noirs supermassifs, qui pèsent des millions à des milliards de fois la masse du Soleil.
Un trou noir avec la masse du Soleil aurait une largeur de seulement 6 kilomètres. En comparaison, Sagittaire A *, le trou noir supermassif qui se cache au centre de la Voie lactée a une masse d’environ 4 millions de soleils et un diamètre d’environ 23,6 millions de km. Mais alors, que se passerait-il si le Soleil était remplacé par un trou noir de la même masse ? « Rien ne changerait en ce qui concerne les orbites des planètes, explique le chercheur avant d’ajouter que si le trou noir avait la même masse que le Soleil, les orbites resteraient les mêmes ». Bien évidemment dans un tel scénario, la vie sur Terre souffrirait du manque de lumière et de chaleur.
Si le Soleil avait en revanche un trou noir de masse égale en orbite près de lui – disons à un dixième d’une unité astronomique (distance Terre-Soleil) – « les orbites des planètes du système solaire ne changeraient pas beaucoup non plus », ajoute-t-il. Cependant, en supposant que ces planètes se maintiennent à la même distance du Soleil qu’elles le font maintenant, l’attraction gravitationnelle de ce dernier et de son partenaire conduirait ces mondes à compléter leurs orbites un peu plus rapidement. Une année terrestre passerait par exemple de 365 jours à 258 jours. Dans le scénario ci-dessus, le Soleil et son trou noir tourneraient l’un autour de l’autre tous les 2,9 jours.
En plus d’imaginer la vie autour d’un trou noir de masse stellaire, le chercheur a également calculé combien de planètes potentiellement habitables pourraient s’adapter autour d’un trou noir supermassif d’un million de fois la masse du Soleil. Il note qu’environ six planètes de masse terrestre pourraient en théorie s’intégrer dans des orbites concentriques stables dans la zone habitable du Soleil. En revanche, l’attraction gravitationnelle d’un trou noir supermassif serait assez forte pour que 550 planètes de masse terrestre puissent venir s’installer sur des orbites concentriques stables dans la zone habitable.
Une façon de créer une « zone habitable » autour de ce trou noir supermassif serait de placer des étoiles entre lui et les planètes. Un anneau de neuf étoiles ressemblant à un Soleil évoluant à 0,5 UA du trou noir rendrait chacune des 550 planètes de masse terrestre potentiellement habitable. « Il serait très intéressant de vivre sur une planète dans ce système », note le chercheur. « Il ne faudrait que quelques jours pour terminer une orbite autour du trou noir – environ 1,6 jour sur le bord intérieur de la zone habitable et 4,6 jours sur le bord extérieur. En conjonction, le voisin le plus proche de chaque planète apparaît environ deux fois la taille de la pleine lune dans le ciel ». Les neuf soleils « seraient aussi un spectacle à voir », poursuit-il. Chacun compléterait son orbite autour du trou noir toutes les 3 heures.
Dans le scénario précédent, chaque planète était seule dans son orbite autour du trou noir supermassif. Le chercheur a également modélisé ce qui se passerait si plusieurs planètes partageaient une orbite autour d’un trou noir d’un million de soleils. Étant donné qu’un tel trou noir serait ici orbité par neuf étoiles semblables au Soleil, 1 million de planètes de masse terrestre pourraient potentiellement orbiter dans la zone habitable (ce qui amènerait à 400 anneaux de 2500 planètes espacées d’environ la même distance que la Terre et la Lune), calcule l’astrophysicien.
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