Les trous noirs auraient-ils créé les galaxies? - Blogue Science - Astronomie

Les galaxies sont des amas de milliards d'étoiles qui hébergent presque toutes, en leur centre, un trou noir supermassif. Cette observation soulève une question fondamentale pour la compréhension de la formation de l'univers: les galaxies se sont-elles formées autour des trous noirs, ou bien les trous noirs centraux ont-ils été créés après que des milliards d'étoiles se soient assemblées en galaxies? Des astronomes pensent avoir trouvé la réponse à cette version cosmologique du problème de l'oeuf et de la poule.

Pour tenter de résoudre cette question, une équipe internationale d'astronomes a d'abord noté que les galaxies relativement proches de nous possèdent une caractéristique commune: peu importe leur taille, leur trou noir central correspond environ à un millième de la masse de la galaxie.

«Ce rapport constant indique que la croissance du trou noir et de la partie centrale de la galaxie est liée dans une espèce de relation interactive», souligne Dominik Riechers de Caltech, un des coauteurs de cette étude, qui est dirigée par Chris Carilli de l'Observation national de radio-astronomie.

Ces astronomes ont ensuite considéré des galaxies très lointaines. Pourquoi? Comme la lumière voyage à une vitesse limitée, le fait de regarder loin dans l'univers signifie qu'on remonte dans le temps.

À titre d'exemple, une galaxie située à 10 milliards d'années-lumière est observée actuellement telle qu'elle était il y a 10 milliards d'années, le temps qu'il a fallu pour que sa lumière parvienne à la Terre. À l'inverse, une galaxie relativement proche nous apparaît telle qu'elle était beaucoup plus récemment; elle a donc eu le temps d'évoluer.

Les astronomes ont ainsi observé des galaxies si lointaines qu'elles apparaissent telles qu'elles étaient au cours du premier milliard d'années qui a suivi le «Big Bang» (le début de l'univers qui se serait produit il y a 13,7 milliards d'années). Pour ces galaxies jeunes et primitives, le rapport constant observé dans les galaxies évoluées ne tient plus.

«Les trous noirs dans ces jeunes galaxies sont beaucoup plus massifs, comparés aux galaxies, que ce qu'on observe dans l'univers proche», indique Fabian Walter de l'Institut Max Planck de radio-astronomie (Allemagne), lui aussi co-auteur de cette étude.

Si les trous noirs centraux avaient une importance relative plus grande dans les débuts de l'univers, on est conduit à penser que ces objets exotiques jouent un rôle primordial dans la formation des galaxies.

«Il semble que les trous noirs soient apparus les premiers. Les preuves s'accumulent», explique Chris Carilli de l'Observation national de radio-astronomie.

Comme très souvent le cas, cette découverte soulève plus de questions qu'elle n'apporte de réponses. Les astronomes chercheront désormais à comprendre par quels mécanismes les trous noirs supermassifs et les galaxies interagissent pour parvenir à un rapport de masse constant d'un millième. Les projets de radiotélescopes «Expanded Very Large Array» (EVLA) et «Atacama Large Millimeter/submillimeter Array» (ALMA), tous deux en construction, pourraient fournir la puissance nécessaire à la résolution de ces énigmes.

Cette étude de Chris Carilli et de ses collaborateurs a été présentée au congrès de la Société américaine d'astronomie, à Long Beach (Californie).

Pour aller plus loin:

- Communiqué de l'Observation national de radio-astronomie
- Articles de Wikipedia sur les trous noirs supermassifs et les galaxies

Sur le blogue Science, lire également les articles récents Trou noir supermassif au centre de la Voie lactée et Nasa: un trou noir près du système solaire?.

(Photo: galaxie d'Andromède/Wikipedia)

L'astrophysicien Stephen Hawking accepte un poste au Canada - Blogue Science - Physique

Le célèbre astrophysicien Stephen Hawking a accepté un poste de professeur invité à l'Institut Perimeter pour la physique théorique de Waterloo, en Ontario, où il fera régulièrement des séjours à partir de l'été 2009.

Âgé de 66 ans, Stephen Hawking occupe actuellement la Chaire de professeur lucasien de mathématiques de l'Université de Cambridge, poste prestigieux qui a jadis été détenu par Isaac Newton (1643-1727), illustre savant qui a notamment formulé la première théorie de la gravitation universelle.

Stephen Hawkin s'est fait connaître dans la communauté scientifique par ses travaux sur le Big Bang et les trous noirs mais il est également très bien connu du public grâce à ses oeuvres de vulgarisation, dont la plus connue est sans doute «Une brève histoire du temps», et à ses apparitions dans des émissions populaires telles que Les Simpson et Star Trek.

Après qu'il ait accepté le poste à l'Institut Perimeter pour la physique théorique, Stephen Hawking a fait la déclaration suivante:

«J'accepte avec honneur le poste de premier professeur visiteur titulaire émérite de la chaire de recherche de l'Institut Perimeter. J'ai également à coeur les deux centres d'intérêt de l'Institut, la théorie quantique et la gravité, qui constituent l'essence même de l'explication de l'origine de l'univers. Je me réjouis à l'idée de bâtir un partenariat croissant entre l'Institut et notre centre pour la cosmologie théorique à Cambridge. Notre projet de recherche est universel et, en unissant nos forces, je crois que nous parviendrons à des résultats des plus enrichissants.»

L'Institut Perimeter pour la physique théorique est une organisation privée et autonome qui s'est donné pour mission de favoriser les échanges entre les spécialistes de la physique théorique, notamment dans les domaines de la cosmologie, de la physique des particules, de la théorie des supercordes et de la gravité quantique. En plus d'employer plus de 60 chercheurs et d'accueillir des étudiants diplômés, l'Institut héberge des activités telles que conférences et séminaires.

Gary Goodyear, ministre d'État des Sciences et de la Technologie, se dit réjoui par cette annonce et estime que cette nomination de Stephen Hawking est une «nouvelle sensationnelle pour le milieu de la recherche au Canada, de même que pour la population canadienne.»

Neil Turok, le directeur de l'Institut Perimeter pour la physique théorique, exprime sa satisfaction d'accueillir Stephen Hawking et souligne qu'il occupera le premier d'une quarantaine de postes de professeurs invités qui sont projetés par l'Institut.

Dans sa recherche des lois fondamentales de l'univers, Stephen Hawking s'est tour à tour intéressé au tout début de l'univers (Big Bang) et aux trous noirs, le but ultime de ses travaux étant de formuler une «théorie du tout» qui tiendrait compte des quatre grandes forces physiques (gravitation, électromagnétique, interactions forte et faible).

Stephen Hawking est notamment connu pour ses études théoriques montrant que les trous noirs ne sont pas totalement «noirs» car ils doivent nécessairement irradier de l'énergie; cette émission a été baptisée, en son honneur, radiation de Hawking. Il est également à l'origine de l'idée voulant que des mini-trous noirs aient pu être créés lors du Big Bang.

Atteint d'une maladie dégénérative appelée sclérose latérale amyotrophique, Stephen Hawking se déplace en fauteuil roulant et doit utiliser un ordinateur couplé à un synthétiseur vocal pour s'exprimer verbalement. Sa maladie s'est déclarée alors qu'il n'avait que 21 ans et les médecins ne lui donnaient, à l'époque, que trois ou quatre années à vivre.

Pour en apprendre davantage:
- Site officiel de Stephen Hawking
- Site de l'Institut Perimeter pour la physique théorique
- Stephen Hawking sur Wikipedia