question posée le 25-10-2010 par Franck
Bonjour,
Notre galaxie spirale tourne sur elle même, et est donc soumise à des forces qui expulsent la matière vers l'espace, et le trou noir en son centre aspire et engloutit la matière à ses abords.
Y a t-il un équilibre des forces qui régit notre galaxie, faisant que l'on sera toujours plus ou moins à la même place calé dans notre bras de spirale?
A terme, va t-on être éjecté de la galaxie, ou finirons nous entièrement au fond de l'évier central ?
Existe t-il des photos ou découvertes de tels phénomènes ?
A savoir des galaxies ne ressemblant plus à rien tellement les étoiles se sont naturellement éloignées de leur centre, avec un trou noir au milieu n'ayant presque plus rien à manger ?
Et inversement, existe t-il des galaxies pratiquement entièrement mangées par leur trou noir, si bien que ne subsisterait plus que le trou noir central, avec un anneau de quelques maigres étoiles alentour.
Dernière question, qu'advient-il d'un trou noir, une fois qu'il a englouti tout ce qu'il y avait à manger ? Meut-il de faim ?
Merci.
réponse du 26-10-2010 par Fabrice Mottez
Notre galaxie spirale tourne en effet sur elle-même, sous l'influence de deux effets contraires. Comme vous l'avez dit, le premier effet vient des forces d'inertie qui tendent à éjecter la matière loin du centre autour duquel la matière tourne.
Le second effet est attractif, causé par la force d'attraction gravitationnelle. Il est d'autant plus fort que la quantité de matière (du moins celle qui a une masse) est forte dans la galaxie.
Certes, il y a un trou noir, formé de matière très dense au centre de notre galaxie. Mais la masse du trou noir est très faible en regard de la masse du gaz, des étoiles, des poussières, et surtout de la matière noire. De ce fait, le trou noir a peu d'influence sur le mouvement de la matière dans la galaxie.
La seule matière qui en subit fortement les effets est celle-située très près du trou noir, c'est à dire la matière dans le noyau. Or le noyau, une région éminemment intéressante, est très petit en regard des dimensions de la galaxie.
Tant qu'une galaxie est isolée (c'est à dire loin des autres galaxie), assez peu de matière s'en échappe. Une étoile comme le Soleil tourne donc autour du centre de la Galaxie, avec un mouvement irrégulier (elle passe plus de temps dans les bras spiraux qu'entre les bras) mais sans véritable risque de tomber au centre de la galaxie, ou d'en être expulsée.
Pour tomber dans un trou noir, il faut vraiment passer juste à coté. C'est comme un puits : si on se penche au dessus, on peut y tomber ; mais si on n'entre pas dans le jardin où il est, on ne cours aucun risque.
Les seules étoiles risquant de tomber dans le trou noir central sont celles situées dans le noyau de la galaxie, ou qui le traversent. C'est le cas d'une minorité d'étoiles, et pas du Soleil.
Dans le cas où les galaxies ne sont pas isolées, tout se complique. Il y a des effets de marée entre les deux galaxies qui peuvent profondément en changer la forme. Dans ce cas, beaucoup d'étoiles s'échappent dans l'espace. A ma connaissance, ce sont surtout les régions périphériques des galaxies qui sont affectées.
Vous demandez s'il existe des galaxies d'où toutes les étoiles se seraient échappées, sauf celles tombées dans le trou noir. Une telle galaxie serait donc comme un trou noir géant, quasiment isolé. Je n'ai jamais entendu dire qu'on ait découvert un tel objet.
Par contre, je connais une galaxie dont le trou noir a "mangé" presque toutes les étoiles de son voisinage. Il n'y reste donc plus que des étoiles assez loin pour ne pas tomber dedans. C'est à peu près le cas de la nôtre, la Voie Lactée. Dans ce cas, le trou noir ne meurt pas de faim. Il subsiste, mais il demeure discret, puisqu'aucune lumière ne sort de lui.
Les galaxies dont le trou noir continue de "manger" des étoiles sont appelées des galaxies actives. Leur noyau est extrêmement brillant, car les étoiles, lors de leur chute vers le trou noir deviennent extrêmement chaudes et lumineuses. Elles ne tombent pas en ligne droite vers le trou noir, mais tournent autour décrivant une spirale dont le trou noir est le centre, qu'elles finissent pas atteindre. En tombant, les étoiles finissent par être complètement aplaties, formant un disque chauffé à des millions de degrés (donc très brillant, surtout en rayons X) autour du trou noir.
