Quel est le plus grand trou noir de l’univers connu ?

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Crédits : geralt/Pixabay

Les trous noirs sont les objets les plus massifs de l’univers. Certains ne pèsent que quelques masses solaires, tandis que d’autres sont beaucoup plus imposants et puissants, orchestrant la dynamique même de leur galaxie. Parmi ces ogres cosmiques, l’un d’eux semble défier toute concurrence. Voici ce que l’on sait de ce trou noir colossal.

Qu’est-ce qu’un trou noir ?

Les trous noirs se forment lors de l’effondrement gravitationnel d’étoiles très massives à la fin de leur vie. Lorsque la matière d’une étoile se consume et que sa source d’énergie interne s’épuise, la gravité prend le dessus et l’étoile s’effondre sur elle-même. La quantité de matière disponible étant rassemblée dans un espace très petit, la gravité devient alors si forte qu’elle creuse un puits dans le tissu même de l’espace-temps. Par la suite, la matière environnante se retrouve happée à l’intérieur et disparaît sans laisser de trace visible.

Il existe trois types de trous noirs : les stellaires qui ont une masse comprise entre environ trois et cent fois celle du Soleil, ceux de taille intermédiaire, dont la masse se situe entre cent et un million de masses solaires et les supermassifs qui ont une masse supérieure à un million de masses solaires. Les scientifiques pensent que ces derniers se sont formés grâce à la fusion de trous noirs stellaires plus petits et grâce à l’accumulation de gaz massif au centre des galaxies.

Quel est le plus grand trou noir connu ?

En l’état actuel de nos connaissances, le plus grand trou noir connu à ce jour est TON 618. Vous le retrouverez au centre d’une galaxie située dans la constellation du Dragon, à environ 10,4 milliards d’années-lumière de la Terre. La masse de cet objet est estimée à environ 66 milliards de fois celle du Soleil. À titre de comparaison, le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée appelé Sagittarius A* a une masse estimée à environ quatre millions de fois celle du Soleil.

TON 618 a été étudié en détail par les astronomes à l’aide de plusieurs télescopes, notamment les observatoires Hubble, Chandra, Spitzer et Keck. Ces études ont permis de constater que TON 618 émet des quantités considérables d’énergie, ce qui en fait également l’un des quasars les plus brillants jamais observés. On estime son pouvoir éclairant à environ 140 000 milliards de soleils.

Pour rappel, les quasars sont des objets astronomiques extrêmement lumineux en raison de l’énorme quantité de matière en train d’être absorbée par le trou noir central. En raison de la distance à laquelle se trouve TON 618, ces observations ont fourni aux scientifiques une fenêtre unique sur les conditions de l’univers primordial, à l’époque où les premières grandes galaxies se sont formées.

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Illustration d’artiste d’un trou noir. Crédits : AlexAntropov86

Comment la masse de TON 618 a-t-elle été estimée ?

La masse de TON 618 a été estimée à partir de plusieurs méthodes d’observation. La plus courante est l’analyse de la cinématique des étoiles et du gaz dans la région entourant le trou noir. Les scientifiques peuvent mesurer la vitesse des étoiles et du gaz en orbite autour du trou noir central en observant les effets gravitationnels qu’il produit sur eux. Plus la masse du trou noir est grande, plus les vitesses orbitales sont élevées.

Une autre méthode consiste à mesurer la luminosité de la source émettant de la lumière en orbite autour du trou noir. En observant la lumière émise par le gaz en chute libre dans ces objets, les scientifiques peuvent alors estimer la quantité de matière en train d’être absorbée, et donc la masse du trou noir.

Bien que les estimations puissent varier en fonction des méthodes utilisées et des incertitudes associées à chacune d’entre elles, l’estimation de 66 milliards de masses solaires pour le trou noir supermassif TON 618 est considéré comme l’une des plus fiables à ce jour.

Quel est le diamètre de TON 618 ?

Notez que le diamètre d’un trou noir n’est pas une quantité physique bien définie, car il n’y a pas de surface solide ou de limite visible. Un trou noir est défini par son horizon des événements, qui est la région de l’espace à partir de laquelle la gravité est suffisamment forte pour empêcher toute forme de matière ou de radiation de s’en échapper. La taille de l’horizon des événements dépend uniquement de la masse du trou noir et non de sa densité ou de sa forme.

En supposant que la masse de TON 618 est d’environ 66 milliards de masses solaires, l’horizon des événements aurait un rayon d’environ 2000 UA (unités astronomiques où 1 UA équivaut à la distance moyenne entre la Terre et le Soleil).

Pour mieux vous en rendre compte, notez que la ceinture de Kuiper, une région du système solaire située au-delà de l’orbite de Neptune composée de milliers de petits corps glacés, se trouve à une distance d’environ 30 et 50 unités astronomiques (UA) du Soleil. En d’autres termes, si le système solaire était soudainement placé à l’intérieur de l’horizon des événements de TON 618, il serait inexorablement attiré vers le trou noir et finirait par être absorbé.

Cependant, il est important de rappeler que cette estimation est basée sur des modèles théoriques. La taille exacte de l’horizon des événements de cet objet colossal dépend donc la précision de ces derniers.