Page 18 - 2013 French Annual Repoprt

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Du Big Bang aux étoiles à neutrons et aux trous noirs, la recherche effectuée à
l’Institut Périmètre dans le domaine de la gravité forte explore des cataclysmes
cosmiques suffisamment puissants pour déformer la structure de l’espace-
temps. Ces régions de l’espace où la gravité est extrêmement forte constituent
un laboratoire naturel où les chercheurs peuvent mettre à l’épreuve la validité de
notre théorie actuelle de la gravitation (la relativité générale d’Einstein) et examiner
d’autres théories. Les scientifiques de l’Institut Périmètre cherchent également
à comprendre et à caractériser les liens entre des espaces-temps courbes ou
dynamiques et une variété d’autres problèmes de physique fondamentale.
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recherche
S’ÉCHAPPER D’UN TROU NOIR
C’est un monstre cosmique à la puissance pratiquement insondable.
Avalant tout ce qui ose s’approcher de lui – même la lumière –, le trou
noir situé au centre d’une galaxie elliptique appelée Messier 87 (M87)
ne relâche jamais une proie.
Situé à 50 millions d’années-lumière de la Terre, il est plus de 6 milliards
de fois plus massif que notre soleil. Rien de ce qui franchit son « point
de non-retour », son horizon des événements, ne peut lui échapper.
Observant ce précipice avec un énorme réseau de télescopes reliés
entre eux, une équipe internationale de scientifiques, dont
Avery
Broderick, professeur associé à l’Institut Périmètre
a pour la
première fois mesuré l’horizon d’un trou noir à l’extérieur de notre
galaxie.
L’équipe a observé que le trou noir de M87 expulse des jets collimatés
(c’est-à-dire étroits et extrêmement rapides) de matière à des vitesses
voisines de celle de la lumière, modifiant son voisinage de manière
spectaculaire.
Ces observations – réalisées en reliant des radiotélescopes situés
à Hawaii, en Arizona et en Californie pour créer le télescope
Event
Horizon
, lentille hautement précise braquée sur le cosmos – sont les
premières à capter la région d’un trou noir qui émet ces jets.
De telles mesures, ainsi que les travaux subséquents qui relieront
encore davantage de radiotélescopes partout dans le monde,
donneront des renseignements importants sur l’origine, l’évolution et
la destinée de ces voraces géants cosmiques.
SUR LA VOIE D’UNE COLLISION
Alors qu’Avery Broderick et ses collaborateurs internationaux ont suivi
la force cataclysmique d’un trou noir massif,
Luis Lehner, professeur
à l’Institut Périmètre
, a en quelque sorte écouté les cris de trous
noirs nouveau-nés.
M. Lehner et ses collaborateurs ont étudié comment deux objets
compacts d’un système binaire, par exemple des trous noirs ou des
étoiles à neutrons, fusionnent pour créer une seule nouvelle entité.
Dans certains cas, une étoile à neutrons en orbite autour d’un trou noir
est avalée sous la force gravitationnelle de ce dernier; parfois, deux
étoiles à neutrons tournent en spirale l’une autour de l’autre avant
d’entrer en collision pour créer un nouveau trou noir.
La force gravitationnelle qui provoque les deux types d’événements
est extrêmement grande, comprimant des masses équivalentes à
celle du Soleil dans des sphères plus petites que la plupart des villes;
et les forces électromagnétiques en jeu engendrent de puissants
signaux électromagnétiques.
De telles forces produisent dans l’espace-temps des distorsions ou
des vagues sous forme d’ondes gravitationnelles, et les violentes
collisions entraînent l’émission de rayonnements électromagnétiques,
Gravité forte
Credit: ESO/L. Calçada