La couleur d'un trou noir

Les trous noirs sont les objets les plus denses de l'univers. En raison de leur densité, ils forment des champs gravitationnels extrêmement puissants. Les trous noirs absorbent toute la matière et l'énergie environnantes dans une certaine proximité. Pour cette raison, ces objets célestes n'émettent aucune lumière et n'ont donc pas de couleur. Les astronomes peuvent cependant les détecter en surveillant les propriétés des matériaux et de l'énergie qui les entourent.

Le spectre électromagnétique décrit la gamme de longueurs d'onde et de fréquences de différents types de rayonnement. Les rayons X, les ondes radio et la lumière visible font partie des nombreux types de rayonnement trouvés sur ce spectre. Vous rencontrez le phénomène de couleur lorsque le rayonnement électromagnétique de certaines longueurs d'onde atteint vos yeux. Le rayonnement électromagnétique voyage plus vite que tout ce qui se trouve dans l'univers. Il se déplace à près de 300 millions de mètres par seconde (plus de 186 000 miles par seconde). Néanmoins, la gravité affecte le rayonnement électromagnétique. Même le rayonnement électromagnétique ne peut échapper à la force gravitationnelle d'un trou noir. Par conséquent, vous ne pouvez rien voir lorsque vous regardez un trou noir. Aucune lumière, visible ou autre, n'est émise par le trou noir lui-même.

L'horizon des événements décrit le point auquel la force de gravité exercée par un trou noir est suffisamment forte pour que rien ne puisse lui échapper. Parce que la force gravitationnelle exercée par un objet diminue plus loin de l'objet, la matière peut échapper à la gravité d'un trou noir dans la zone au-delà de l'horizon des événements. Alors que les objets à l'intérieur de l'horizon des événements ne peuvent jamais être vus, les observateurs pourront voir des objets à l'extérieur de l'horizon des événements.

Lorsque les corps astronomiques s'éloignent de l'observateur, ils apparaissent de couleur rouge. Ce décalage vers le rouge se produit parce que la vitesse à laquelle ils s'éloignent de l'observateur étire la longueur d'onde de la lumière visible émise par l'objet. Cette lumière est décalée vers l'extrémité rouge du spectre électromagnétique, qui se caractérise par des longueurs d'onde plus longues. Lorsque les objets se déplacent vers l'horizon des événements d'un trou noir, ils subissent un décalage vers le rouge infini. Par conséquent, ils apparaissent de couleur plus rouge à un observateur jusqu'à ce qu'ils deviennent trop sombres pour être vus.

À mesure que la matière s'approche d'un trou noir, elle se déplace sous une forme connue sous le nom de disque d'accrétion. Généralement, ces disques se forment en raison d'interactions entre le propre élan de la matière et les forces gravitationnelles du trou noir. À mesure que la force de gravité sur la matière en mouvement augmente, la matière se réchauffe en raison de la friction entre ses particules atomiques constitutives. Finalement, cette énergie est libérée sous forme de rayonnement électromagnétique - principalement un rayonnement de rayons X. Ces émissions de rayons X à proximité d'un trou noir se projettent généralement dans les pôles près de l'horizon des événements perpendiculairement au disque d'accrétion. Par conséquent, un télescope à rayons X peut voir les émissions liées à un trou noir.