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Vous avez peut-être entendu dire que rien n’échappe à l’emprise gravitationnelle d’un trou noir, pas même la lumière. C’est vrai dans le voisinage immédiat d’un trou noir, mais un peu plus loin, dans les disques de matière qui tourbillonnent autour de certains trous noirs, la lumière peut s’échapper. En fait, c’est la raison pour laquelle les trous noirs en croissance émettent des rayons X.

Les trous noirs émettent de la lumière

Une nouvelle étude prouve qu’en fait, toute la lumière qui s’écoule du disque environnant d’un trou noir ne s’échappe pas facilement. Une partie cède à l’attraction du trou noir, fait demi-tour, puis rebondit finalement sur le disque et s’échappe.
« Nous avons observé que la lumière provenant de très près du trou noir tente de s’échapper, mais qu’elle est plutôt tirée vers l’arrière par le trou noir comme un boomerang », explique Riley Connors, auteur principal de cette nouvelle étude et chercheur postdoctoral chez Caltech. « C’est quelque chose qui avait été prédit dans les années 1970, mais qui n’avait pas été démontré jusqu’à présent ».
Ces nouvelles découvertes ont été rendues possibles grâce à l’analyse des observations archivées de la mission RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer) de la NASA, aujourd’hui disparue, qui s’est achevée en 2012. Les chercheurs ont notamment examiné un trou noir qui est orbité par une étoile semblable au Soleil; ensemble, la paire est appelée XTE J1550-564.

La lumière avait été repliée vers le disque

Le trou noir « se nourrit » de cette étoile, en tirant de la matière sur une structure plate autour d’elle appelée disque d’accrétion. En examinant de près les rayons X provenant du disque alors que la lumière s’oriente en spirale vers le trou noir, l’équipe a trouvé des empreintes indiquant que la lumière avait été repliée vers le disque et qu’elle avait été réfléchie.
« Le disque s’illumine essentiellement de lui-même », explique le coauteur Javier Garcia, professeur assistant de recherche en physique chez Caltech. « Les théoriciens avaient prédit quelle fraction de la lumière se replierait sur le disque, et maintenant, pour la première fois, nous avons confirmé ces prédictions. »
Les scientifiques affirment que ces nouveaux résultats offrent une autre confirmation indirecte de la théorie générale de la relativité d’Albert Einstein, et qu’ils aideront également à mesurer à l’avenir la vitesse de rotation des trous noirs, un phénomène encore mal compris.

Ils peuvent tordent la lumière 

« Comme les trous noirs peuvent potentiellement tourner très vite, ils ne font pas que courber la lumière mais la tordent également », explique M. Connors. « Ces récentes observations sont une autre pièce du puzzle qui consiste à essayer de comprendre à quelle vitesse tournent les trous noirs ».
Cette recherche a publiée dans The Astrophysical Journal.
Source : Caltech
Crédit photo : Pixabay