En 2002, un groupe d'astronomes allemands annonçait avoir démontré qu'un Trou noirLe trou cosmique ultime formé lorsqu\'une étoile supergéante très massive explose en supernova à la fin de sa vie. L\'explosion crée un point superdense dans l\'espace dont rien ne peut échapper à l\'attraction gravitationnelle. Pour créer un trou noir, une étoile doit avoir une masse d\'au moins 60...');" onmouseout="killlink()">trou noir supermassif existait au cœur de la Voie LactéeGalaxie à laquelle appartient le système solaire.
Hist.Sc. La Voie Lactée était déjà observée par les Anciens qui l\'avaient nommée Galaxie à cause de l\'aspect laiteux que présente dans le ciel cette bande de luminosité faible et irrégulière. Elle a été étudiée par Galilée, qui y distingua de...');" onmouseout="killlink()">Voie lactée après avoir suivi pendant dix ans les MouvementVariation de la position d\'un point, d\'un solide d\'un système, étudié dans un référentiel donné, en fonction du temps.');" onmouseout="killlink()">mouvements de certaines ÉtoileObjet céleste de forme approximativement sphérique constitué de masses gazeuses très denses à haute température émettant un rayonnement de lumière et de particules.
Les étoiles sont des sphères gazeuses auto-gravitantes : les forces de gravitation, qui tendent à faire s\'effondrer sur elles-mêmes...');" onmouseout="killlink()">étoiles.
Les chercheurs ont encore renforcé leur conclusion. Le dénommé
Sagittarius A* est désormais le mieux connu des trous noirs
galactiques et devrait bientôt devenir un extraordinaire laboratoire
pour tester des effets fins de la Relativité généraleLa relativité générale est d\'abord une généralisation aux référentiels accélérés des principes de la théorie de la relativité restreinte.
Elle apporte cependant de plus une nouvelle conception de l\'espace et du temps, dans laquelle la gravitation devient une propriété géométrique de l\'espace-temps...');" onmouseout="killlink()">relativité générale.
Les chercheurs du Max-Planck-Institute for Extraterrestrial Physics
de Garching près de Munich ont été patients. Pendant seize années, ils
ont utilisé les puissants moyens d'observation dans le domaine InfrarougeDomaine du spectre électromagnétique correspondant à des rayonnements de longueurs d\'onde supérieures à celles de la lumière visible et inférieures à celles du domaine submillimétrique (micro-ondes).
On distingue l\'infrarouge proche de 0,7 à environ 0,3 μm , l\'infrarouge moyen de 3 à 25 μm ,...');" onmouseout="killlink()">infrarouge des TélescopeInstrument d\'observation dont l\'objectif est constitué par un miroir.');" onmouseout="killlink()">télescopes de l'ESOL\'ESO (European Southern Observatory) a été créé par l\'Europe en 1962 pour établir un observatoire astronomique dans l\'hémisphère sud, équipé d\'instruments puissants (télescopes comme le VLT, ALMA...), dans le but d\'améliorer la collaboration et l\'organisation en l\'astronomie.');" onmouseout="killlink()">ESO au Chili, notamment depuis 2002 les instruments équipant le VLTVLT (Very Large Telescope) - VLTI (Very Large Telescope Interferometer)
En 1993, l\'ESO lance le projet VLT (Very Large Telescope) et décide de l\'installer sur le site de Cerro Paranal, dans les Andes Chiliennes, où le climat est particulièrement favorable aux observations astronomiques. Il s\'agit...');" onmouseout="killlink()">Very Large Telescope (VLT). A ces longueurs d'onde, les nuages de gaz et de poussières cachant le centre de la Voie lactée sont TransparentSe dit des corps au travers desquels il est possible de voir des objets.');" onmouseout="killlink()">transparents et il devient possible d'observer un groupe de 28 étoiles dont l'une, baptisée S2, vient de boucler une OrbiteCourbe décrite par une planète autour du Soleil, ou par un satellite autour de sa planète.');" onmouseout="killlink()">orbite complète autour d'une zone centrale que n'occupe apparemment aucune autre étoile.
Les éléments orbitaux de ces étoiles, comme leurs périodes de révolution sur des orbites elliptiques et leurs Demi-grand axeParamètre représentant la moitié du grand axe d´une ellipse. Le demi-grand axe est l´un des éléments elliptiques usuels.');" onmouseout="killlink()">demi-grands axes ont été mesurés précisément au cours de l'équivalent de 50 nuits d'observations. Il s'agit bien d'orbites képlériennes. Il est donc possible d'en déduire la masse de l'objet autour duquel elles gravitent.
Un cas d'école pour la mécanique céleste
Cette masse est désormais connue avec précision et
représente 4,31 millions de masses solaires. Les raffinements dans les
mesures, en particulier à l'aide de RadiotélescopeInstrument astronomique qui sert à recevoir les ondes radioélectriques émises par des sources célestes. Comme un télescope optique, il récolte l\'énergie en provenance de l\'objet étudié et la concentre en un point où elle est révélée par un système récepteur puis, successivement, amplifiée, analysée...');" onmouseout="killlink()">radiotélescopes ont montré que cette masse est contenue dans un volume dont le diamètre est inférieur à la distance de MercureLe mercure est un élément métallique très brillant de Numéro atomique 80, de masse atomique 200,59, de densité 13,6 liquide aux CNTP et dont le PF est à -38,87 degrés Celsius. Existe à l\'état naturel sous forme de sulfure, le cinabre, et est utilisé pour les instruments de physique et l\'extraction...');" onmouseout="killlink()">Mercure au SoleilEtoile centrale du système solaire.
Le Soleil est l\'étoile la plus proche de la Terre, dont elle est distante d\'environ 150 millions de kilomètres. Le Soleil est situé à 8,5 kparsecs du centre de la Voie lactée. Dans la classification des étoiles, le soleil est une étoile de type G2.
La masse...');" onmouseout="killlink()">Soleil.
Seul un trou noir supermassif présent au centre de la Voie lactée peut expliquer ces observations. Aucun objet AstrophysiqueBranche de l\'astronomie étudiant la physique et la chimie des corps célestes.');" onmouseout="killlink()">astrophysique proposé par les théoriciens ne peut en rendre compte, hormis cette prédiction des Équation(du latin aequatio : égalité) Égalité soumise à conditions, qui se vérifie en spécifiant certains paramètres indéterminés.
Exemple : une équation est une égalité du type a + b = 3, avec a, b des entiers. L\'équation est vérifiée pour a = 1 et b = 2. Mais elle ne l\'est pas pour a = 1 et b = 3.');" onmouseout="killlink()">équations de la relativité générale d'Einstein, caractérisée par un Horizon des événementsSurface d\'un trou noir, point de non-retour au-delà duquel rien ne peut sortir. Par extension il s\'agit de la séparation pour un observateur entre la région de l\'espace-temps d\'où aucun signal ne peut lui parvenir et celle où il se trouve.');" onmouseout="killlink()">horizon des événements qui agit comme une membrane que l'on ne peut traverser que dans un seul sens.
On sait que de nombreuses galaxies doivent posséder un trou noir central dont la masse peut même dépasser le milliard de masses solaires. De nos jours on peut même dire que ces objets, autrefois mythiques et dont l'existence et l'importance ont été défendues dès la fin des années 1960 par John Wheeler devant une communauté astrophysique sceptique, sont désormais omniprésents dans l'Univers.
Comme l'explique Reinhard Genzel, à la tête de l'équipe ayant étudié les étoiles autour de Sagittarius A*, le centre de la Galaxie est un laboratoire unique pour comprendre la mécanique céleste et la formation des étoiles dans les noyaux de galaxies en présence d'un champ gravitationnel intense.
Son collègue Stefan Gillessen ajoute d'ailleurs que c'est le plus proche trou noir galactique et, en raison de sa taille, il est le meilleur laboratoire pour étudier la physique des trous noirs.
Comme sous-produit de ces études, les astronomes peuvent maintenant localiser le centre de la Voie lactée avec plus de précision. Il est situé à 8,33 ± 0,35 kpc (kiloparsecs), soit environ 27.000 années-LumièreRayonnement électromagnétique dont les longueurs d\'onde s\'échelonnent d\'environ 10-6 m (infrarouge) à 10-9 m (ultraviolet). La lumière est représentée par des ondes électromagnétiques ou par des photons, selon la dualité onde-corpuscule. Elle se propage dans le vide à la vitesse c de 3 * 108 m*s-1,...');" onmouseout="killlink()">lumière. En outre, on sait aussi que la masse totale mesurée dans la région occupée par Sagittarius A* est bien celle du trou noir, à 95%. Cette observation pose des bornes pour la présence de la matière noire, dont on pense qu'elle doit être plus abondante dans le Noyau atomiqueLe noyau des atomes est formé de protons et de neutrons. Le nombre de protons définit l\'élément chimique. Le nombre de neutrons est voisin du nombre de protons mais peut varier dans ce qu\'on appelle les isotopes d\'un élément.');" onmouseout="killlink()">noyau d'une galaxie que dans le disque, ou le halo pour une spirale.
Selon les chercheurs, le plus beau est encore à venir, grâce notamment à Gravity. Le VLT devrait alors bénéficier des techniques d'InterférométrieTechnique de mesure ou d\'observation utilisant des interférences, notamment lumineuses.
Le principe consiste dans l\'étude des interférences produites par la combinaison de faisceaux cohérents (provenant d\'une même source et vibrant en phase) présentant une différence de marche. Il permet d\'obtenir...');" onmouseout="killlink()">interférométrie
pour étudier d'encore plus près le trou noir central. Un gain d'un
facteur 10 à 100 dans la résolution devrait être atteint, ce qui
permettra de se rapprocher considérablement de l'horizon du trou noir
central et de réaliser d'autres tests fins des prédictions de la
relativité générale. Pour célébrer ce travail remarquable, l'ESO lui
consacre son deuxième vidéocast, l'ESOcast.
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