Le monde doublement déformé des trous noirs binaires
Les trous noirs sont si denses que leur gravité attire tout ce qui les entoure, même la lumière. Mais cela ne veut pas dire qu’ils sont invisibles à la vue. Ils collectent des nuages de poussière et de gaz qui forment une structure autour du trou noir appelée disque d’accrétion, à partir de laquelle la matière est attirée vers le trou noir au fil du temps. Ces disques d'accrétion dégagent de la lumière et forment l'apparence bosselée distinctive rendue célèbre par des films comme Interstellaire.
La NASA a créé une visualisation, partagée dans la vidéo ci-dessus, montrant ce qui se passe lorsque deux de ces éléments les trous noirs se croisent, démontrant comment la gravité de chacun déforme le disque d'accrétion du autre. Le plus grand trou noir, équivalent à 200 fois la masse du soleil, est représenté en orange et le plus petit trou noir est représenté en bleu. L’effet des forces gravitationnelles extrêmes crée une déformation inattendue et tordue des disques.
En réalité, la majeure partie de la lumière émise dans cette situation serait dans la gamme ultraviolette plutôt que dans la gamme de la lumière visible. Mais il est exact que les matériaux en orbite autour d’un trou noir plus petit subiraient des forces gravitationnelles plus intenses, ce qui les rendrait plus chauds. Et un matériau plus chaud émet une lumière qui est décalée vers l’extrémité bleue du spectre.
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La visualisation n’est pas seulement pour le plaisir. Des simulations comme celle-ci sont utilisées pour étudier les caractéristiques que les astronomes pourraient s’attendre à voir lors de l’observation de vrais trous noirs.
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« Nous observons deux trous noirs supermassifs, un plus grand avec 200 millions de masses solaires et un compagnon plus petit pesant deux fois moins » a déclaré Jeremy Schnittman, astrophysicien au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, qui a créé la visualisation, en un déclaration. "C'est le genre de systèmes binaires de trous noirs dans lesquels nous pensons que les deux membres pourraient maintenir des disques d'accrétion durant des millions d'années."
Cette visualisation montre un phénomène appelé lentille gravitationnelle, dans lequel un corps massif déforme l'image d'un corps derrière lui. Une méthode similaire peut être utilisée pour étudier des étoiles lointaines et pour identifier les exoplanètes.
"Un aspect frappant de cette nouvelle visualisation est la nature auto-similaire des images produites par la lentille gravitationnelle", a expliqué Schnittman. "Un zoom sur chaque trou noir révèle de multiples images de plus en plus déformées de son partenaire."
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