Sagittarius A et le nuage de gaz en 2013

Sagittarius A, notre trou noir en 2013

La Voie lactée est la région centrale de notre Galaxie.
Sur l'image infrarouge ci-contre on voit le centre exact de notre Galaxie, connue sous le nom de Zone Moléculaire Centrale et en violet, l'arc radio du centre galactique. Un certain nombre de nébuleuses par émission sont visibles grâce aux jeunes étoiles massives qui les éclairent de l'intérieur. Comme presque toutes les galaxies, elle abrite en son centre, un trou noir. Ce trou noir, de plusieurs millions de masses solaires, se nomme Sagittarius A (Sgr A). Il est situé à 27000 années-lumière de nous. Notre Soleil est beaucoup trop loin du centre galactique pour être avalé, bien d'autres étoiles, objets ou nuage de poussières le seront avant nous. En particulier celles qui tournent autour du trou noir en 16 années. Notre Soleil orbite autour du centre galactique en 230 millions d'années.
Les astronomes Stefan Gillessen et Reinhard Genzel de l'Institut Max Planck de physique extraterrestre à Garching, en Allemagne, et leurs collègues ont utilisé le Very Large Telescope de l'European Southern Observatory au Chili pour observer le centre de la Voie Lactée dans infrarouge, ont repéré un nouvel objet près du trou noir. Les astronomes ont détecté l'objet sur la longueur d'onde 3,76 microns, ce qui indique qu'il s'agit d'un nuage de gaz et de poussière, plutôt que d'une étoile, disent-ils, car une étoile aurait été détectée sur une longueur d'onde plus courte de l'ordre de 2,16 microns. Le nuage est environ trois fois plus massif que la Terre, émet cinq fois plus d'énergie que le soleil, et s'étend sur 250 fois la distance de la Terre au soleil. Sa température est d'environ 550 kelvin. L'immense gravité de Sgr A accélère considérablement le nuage. En 2004, le nuage se précipitait vers le trou noir à 1200 km/s, en 2011, sa vitesse atteignait 2350 km/s. Le nuage plongera vers Sagittarius A à l'été 2013, alors qu'il sera à 260 fois la distance Terre Soleil. Les scientifiques pourront observer cet évènement pendant plus d'une décennie, voir le nuage s'étirer puis s'échauffer à des températures de millions de degrés.

Les astronomes espèrent, qu'une fois dans le trou noir, le nuage émette des rayons X.
Andrea Ghez astronome de l'Université de Californie, Los Angeles, qui a vu le même objet dans ses données, a une autre interprétation beaucoup plus probable, il s'agirait d'une étoile, notant que la poussière entourant une étoile peut absorber la lumière visible et réémettre dans l'infrarouge. Si l'objet est une étoile, il ne tombera pas dans le trou noir, mais il passera autour de Sagittarius A tous les 140 ans. Nous aurons l'explication dans quelques mois avant l'été 2013.
Les trous noirs sont des objets massifs dont le champ gravitationnel est si intense, qu'il empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s'en échapper. Les trous noirs sont décrits par la théorie de la relativité générale. Lorsque le cœur de l'étoile morte est trop massif pour devenir une étoile à neutrons, il se contracte inexorablement jusqu'à former cet objet astronomique mystérieux, qu'est le trou noir.
Les trous noirs stellaires ont une masse de quelques masses solaires à des milliards de masses solaires. Ils naissent à la suite de l’effondrement gravitationnel du résidu des étoiles massives. Un homme prédisait déjà au 18ème siècle, l'existence d'étoiles sombres, le physicien, astronome et géologue britannique, John Michell (1724-1793). Dans ses notes il écrit que lorsqu'une étoile devient trop massive, elle attire la lumière sous l'influence de sa force gravitationnelle. Cependant comme ses calculs donnent une densité de l'étoile correspondant à 18 milliards de tonnes dans un cm3, il conclut que cela ne peut pas exister. Aujourd'hui, la théorie des trous noirs, stipule qu'il s'agit d'objets si denses que leur vitesse de libération est supérieure à la vitesse de la lumière. La lumière ne peut donc vaincre la force gravitationnelle de surface et reste prisonnière.
La théorie définit également avec précision l'intensité du champ gravitationnel d'un trou noir. Elle est telle qu'aucune particule franchissant son horizon, frontière théorique, ne peut s'en échapper.

Image : Sur cette image, on voit le centre exact de notre galaxie, connue sous le nom de Zone Moléculaire Centrale et en violet, l'arc radio du centre galactique. Outre son intérêt scientifique, cette image a remporté le premier prix du concours photographique de l'AUI/NRAO de l'année 2008. crédit: A. Ginsburg (U. Colorado - Boulder) et al., équipe BGPS, équipe GLIMPSE II.