Quand une Étoile s’Éteint : Naissance d’un Trou Noir

Quand l’étoile s’éteint

Une étoile vit un équilibre précaire entre la pression gravitationnelle qui tend à la contracter et la pression thermique des réactions nucléaires qui tend à la faire exploser. Lorsque les réactions de fusion s'arrêtent dans le cœur d'une étoile massive (plus de 20 fois la masse du Soleil), la gravité l'emporte sans opposition. Cette situation marque le début d’un effondrement catastrophique : le cœur s’écrase sur lui-même, formant une singularité gravitationnelle (un trou noir stellaire).

L’horizon des événements : le point de non-retour

Un trou noir est défini par son horizon des événements, une surface sphérique autour de la singularité où la vitesse de libération est égale à celle de la lumière. Rien, pas même un photon, ne peut s'en échapper. Pour un observateur extérieur, l’étoile semble se figer et s’assombrir à mesure qu’elle approche de cet horizon, disparaissant lentement de l’univers visible.

Une transformation invisible mais détectable

Bien que le trou noir soit invisible, sa présence est trahie par ses interactions gravitationnelles avec son environnement. Par exemple, lorsqu’il aspire de la matière d’une étoile voisine, le disque d’accrétion qui l'entoure peut émettre des rayons X intenses. C’est ainsi qu’on a détecté les premiers trous noirs dans notre galaxie, comme Cygnus X-1.

Tableau : De l’étoile massive au trou noir

Références :
• Chandrasekhar S., On Massive Stars, The Astrophysical Journal, 1931.
• Oppenheimer J. R., Snyder H., On Continued Gravitational Contraction, Physical Review, 1939.
• Misner, Thorne, Wheeler, Gravitation, W. H. Freeman, 1973.
• NASA, ESA, Black Holes (2024).