jackbauer 2

Trous noirs : bientôt la première image !!

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Il y a 8 heures, marco polo a dit :

je suis toujours surpris que l'approximation et la métrique de Schwarzschild soient toujours utilisées dans les formules de trous noirs super massifs, alors que nous sommes relativement près du trou noir (2Rs). pour rappel l'approximation (simplification des formules d'Einstein) n'est justifiée que pour une symétrie sphérique et pour des champs faibles (loin du centre). Pourriez-vous confirmer ou infirmer ma remarque ?

 

La solution de Schwarzschild est une solution exacte. Elle est tout aussi valable pour un trou noir de petite ou de grande taille si dans un cas ou dans l'autre le trou noir est sans rotation. S'il est en rotation, la forme de la métrique diffère, mais exactement de la même façon quelle que soit la masse du trou noir. Il est largement plus simple de faire des calculs dans la métrique de Schwarzschild que dans celle de Kerr (qui implémente la rotation du trou noir), raison pour laquelle on commence par ce cas particulier là. Mais effectivement les différences finissent par être significatives très près du trou noir, comme le rayon de la dernière orbite stable ou la vitesse orbitale correspondante.

 

L'approximation en champ faible à laquelle vous faites allusion est une linéarisation de la solution de Schwarzschild. Elle est effectivement inappropriée au voisinage d'un trou noir, mais c'est sans objet ici.

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Puisque les TN passionnent beaucoup de monde... Une nouvelle animation vient d'être mise en ligne qui décrit un TN géant de 100 M de ms autour d'un autre 2 fois plus massif :

 


https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/trou-noir-supermassif-nasa-reproduit-danse-lumiere-autour-deux-trous-noirs-supermassifs-orbite-cest-magnifique-86847/

 

extrait :


si l'on en croit le communiqué de la Nasa au sujet de la simulation réalisée par Schnittman avec l'aide du Data Scientist Brian P. Powell sur le supercalculateur Discover au centre de simulation climatique de la Nasa, plusieurs effets physiques réalistes auraient bel et bien été pris en compte.

Le résultat est présenté en ces termes par Jeremy Schnittman : « Nous voyons deux trous noirs supermassifs, un plus grand avec 200 millions de masses solaires et un plus petit, compagnon, pesant moitié moins. Ce sont les types de systèmes binaires de trous noirs où nous pensons que les deux membres pourraient maintenir des disques d'accrétion pendant des millions d'années. »
Par contre, les couleurs rouges et bleues pour les disques d'accrétion des deux trous noirs pour les images de la simulation ne sont pas réalistes mais seulement de convenance. Elles servent à bien différencier les deux disques. En fait, la théorie des disques d'accrétion pour de tels objets compacts, avec les masses qu'on leur attribue, indique qu'ils rayonneront principalement dans l'ultraviolet.

On voit tout de même une légère asymétrie par moments entre les parties des disques en rotation. Cela est dû à un effet Doppler notamment qui change les fréquences du rayonnement perçu selon qu'il provient de la matière en mouvement qui s'éloigne ou s'approche de l'observateur.

Un effet d'aberration relativiste est aussi pris en compte qui, paradoxalement, tend à faire décroître la taille d'un objet lorsqu'il s'approche de nous.

Enfin, lorsque l'on observe les disques perpendiculairement, on aperçoit autour de chaque trou noir une image de l'autre en plus petit. Le phénomène se reproduit donnant lieu à des images en partie invariantes d'échelle comme le serait une courbe fractale.

 

 

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On constate que les trous noirs du centre des galaxies émettent des jets  relativistes qui envoient  du plasma à  des vitesses  proches  de celle  de la lumière et à a des années-lumière de distance.

Plusieurs  hypothèses  s'affrontent  pour expliquer  ce phénomène mais comme je n'y  comprends  rien j'aimerais que ceux  qui savent m'expliquent avec des mots compatibles avec mon petit cerveau !

Pour moi il y a deux possibilités :

1 Le trou noir avale la matière  qui l'entoure  mais une partie  est déviée  (par des champs magnétiques?) et elle est éjectée loin du trou noir 

Donc le TN a  pour mission de récupérer  toute la matière de la galaxie ! ?

2 Le trou noir est une réserve de matière  qui est  éjectée  sous forme  de jets  relativistes  qui vont former  de nouvelles  étoiles jusqu'à la disparition  du TN ?

 

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Réponse 2, non, car ce qui entre dans un TN ne sort pas, sauf dans des modèles qui sont un peu spéculatifs où au bout d'un temps très long le TN devient trou blanc, etc...

 

La réponse 1 est la bonne, au moins partiellement.

Il existe un mécanisme théorique qui explique les jets de plasmas par l'effet du champ magnétique créé par la matière à l'état de plasma dans le disque d'accrétion. 

Il en existe au moins un deuxième, le processus de Penrose (à l'œuvre dans le film Interstellar pour la petite histoire). Il propose que des particules de matières gagneraient de l'énergie dans l'ergosphère d'un trou noir en rotation et pourraient s'échapper, mais je ne suis pas en mesure de donner plus d'explications.

Edited by Kirth
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Le 22/04/2021 à 09:41, barnabé a dit :

1 Le trou noir avale la matière  qui l'entoure  mais une partie  est déviée  (par des champs magnétiques?) et elle est éjectée loin du trou noir 

Donc le TN a  pour mission de récupérer  toute la matière de la galaxie ! ?

 

Le début est assez proche de la réalité : le champ magnétique produit par le disque permet à une partie de la matière de s'échapper. Mais pas toute : il ne peut y avoir assez d'énergie pour cela.

 

Par contre, la suite ne convient pas. Le trou noir est alimenté par la matière de la région centrale ainsi que celle du milieu intergalactique qui tombe sur la galaxie (dans son ensemble, pas uniquement le trou noir), mais cette matière là alimente donc aussi la galaxie elle-même.

 

Il y a ensuite une interaction complexe entre la fraction de gaz éjecté et le reste de la galaxie dont l'évolution est partiellement affectée par celui-ci (ainsi que par le gaz du milieu intergalactique accrété, donc), mais c'est une autre histoire, qui est loin d'être complètement comprise.

 

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Merci Jack, c'est un résultat extrêmement impressionnant.

Le plus étrange, pour moi, c'est qu'il n'y a pas au moins un apparence un jet mais deux, qui semblent concomitants. Je ne connais pas de proposition de production de jets 'doubles', mais cela ne veut pas dire qu'il n'y en ait pas. Ou alors un jet mais émis par intermittence synchronisée avec une oscillation rapide?

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En première lecture hors équations, qui ne me sont pas  accessibles au débotté, je comprends que le jet est en fait un tube 'creux' avec quand même un gaz à l'intérieur et des effets de MHD relativiste (!!) qui garde l'ensemble bien collimaté et explique que la périphérie du jet/tube 'brille' en radio.

Quel engin!

N'hésitez pas à corriger si j'ai loupé quelque chose. ^^

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Une nouvelle campagne va bientôt débuter avec 11 observatoires (comme ici le South Pole Telescope)

 

 

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Coucou Jack, on sait qui va être visé ?

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Posted (edited)

Je ne sais pas s'il est visible en rediffusion mais sur National Geographic ils ont passé un reportage sur le suivi des équipes et observatoires qui bossaient en vue de faire la première image.

C'était très bien et avec quelques raccourcis et 'suspens' inévitables très intéressant.

Edited by Mercure

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Bonjour à tous,

 

Pour les matheux de haut niveau, voici une proposition d'une nouvelle vision des choses concernant les trous noirs et la physique associée : le modèle cosmologique JANUS

 

 

En complément : http://www.jp-petit.org/papers/cosmo/2022-03-Debat/2022-03-05-Debat.pdf

 

Pour ne pas brouiller le débat, il faut essayer de mettre de côté l'intérêt de JP Petit concernant le dossier UAPs (anciennement Ovnis), bien que depuis fin juillet 2021, plus de vingt universités de renoms sous la coupe de Harvard (1), viennent officiellement de faire entrer ce nouveau sujet d'étude dans la recherche scientifique académique, et ne prendre en compte que cette étude JANUS qui a, comme des travaux de même nature d'autres chercheurs titrés, le mérite d'exister et faire réfléchir.

 

Bonne conférence et bonne journée.

 

Cordialement,

 

Serge

 

(1) : https://projects.iq.harvard.edu/galileo/people?page=3

 

 

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Il y a 10 heures, universocean a dit :

Bonjour à tous,

Rien à voir avec le sujet.

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Bonsoir,

 

Le sujet parle bien des TN, non ?

 

Eh bien, les TN sont au cœur du modèle JANUS, c'est dans le titre de la présentation de la vidéo.

 

Bon ciel à tous.

 

Serge

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Le sujet ne parle pas "des trous noirs" mais bien des techniques d'interférométrie appliquées à l'observation directe des trous noirs.

Allez déblatérer ailleurs.

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Il y a 9 heures, universocean a dit :

Eh bien, les TN sont au cœur du modèle JANUS, c'est dans le titre de la présentation de la vidéo.

Le modèle que vous citez est l'oeuvre d'un homme vieillissant qui même plus jeune ne comprenait rien à la relativité. Ce modèle parle, à la rigueur, des ravages de l'âge et des complexes de supériorité que présentent souvent les génies autoproclamés. Il ne parle pas de physique ou d'astrophysique.

 

Si vous voulez discuter de cela, ouvrez un fil dédié, mais de grâce, ne polluez pas un fil scientifique sérieux avec cela.

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@dg2, je voudrais vous poser une question : j'ai découvert que le trou noir de M 104 était assez énorme (environ 2 milliards de ms, je crois) et surtout, qu'il est très proche de nous : est ce que ça n'en fait pas une cible idéale pour l'imagerie ???

 

 

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Il y a 7 heures, Superfulgur a dit :

est ce que ça n'en fait pas une cible idéale pour l'imagerie ???

Il suffit de comparer avec M87*. Si la perte qu'on a en terme de masse (de 6,5 à 2 milliards de masses solaires)  est compensée par un gain en distance (50 vs. 30 millions d'al), la réponse serait oui, mais même avec 2 milliards de masses solaires on est nettement en-dessous de M87*, en gros d'un facteur 2. Autrement dit, l'image de M104* va être au mieux deux fois plus floue que celle de M87*, sachant que j'ai un (gros) doute sur ce chiffre de 2 milliards de masses solaires. Il y a quelques années, on parlait plutôt de 1 milliard max (cf. https://arxiv.org/abs/1601.00974), ce qui ferait une silhouette de 10 ou 12 microsecondes d'arc, soit 4 fois plus petit que M87*. Autant dire qu'on ne verrait pas grand chose.

 

À noter aussi que en interférométrie on est assez sensible à la magnitude de surface de l'objet. Si elle est trop faible, cela dégrade encore plus l'image N'ayant pas entendu dire que M104* est particulièrement actif, il n'est pas à exclure que cela dégrade l'image d'autant. C'est un point qui est rarement évoqué : pour voir des détails aussi fins, il faut que la zone étudiée possède une brillance de surface d'autant plus grande. C'est bien sûr assez logique : si vous zoomez d'un facteur 2 sur une image, vous répartissez les photons reçus sur une surface 4 fois plus grande. Donc si le truc n'est pas brillant, au bout d'un moment on zoome sur du noir, et l'image est noire. Ce n'est que parce que les disques d'accrétion ont une brillance de surface monstrueuse en radio qu'on peut voir quelque chose. C'est la raison pour laquelle il n'est pas évident de savoir ce que l'on peut faire d'autre avec l'EHT : il y a des tas de cibles intéressantes à étudier à très haute résolution angulaire, encore faut-il qu'elles brillent assez, ce qui ne doit pas être aussi souvent le cas qu'on aimerait.

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Le 07/04/2022 à 21:16, Chris277 a dit :

Coucou Jack, on sait qui va être visé ?

 

Salut Chris

Après une petite recherche, voila ce qu' a dit Ed. Ros, un des responsables de l'EHT :

https://www.space.com/event-horizon-telescope-2022-observation-campaign

 

"...Selon Ros, les cibles de cette année comprennent à la fois le trou noir au centre de la galaxie Messier 87, qui a fait l’objet de la célèbre image de l’anneau publiée en 2019, et Sagittarius A *, qui est le trou noir dynamique au centre de notre propre galaxie de la Voie lactée à environ 25 000 années-lumière de la Terre.

L’EHT a alloué de plus petites parcelles de temps à l’observation d’une demi-douzaine d’autres trous noirs et quasars, allant jusqu’à près de 7 milliards d’années-lumière de la Terre, a déclaré Ros..."

 

P.S

Avec cette série de twits, de superbes photos de NOEMA qui a participé à la campagne :

 

https://twitter.com/Jonas_Enander/status/1506730164461391873

 

Edited by jackbauer 2
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Le 4/9/2022 à 04:35, dg2 a dit :

Ce modèle parle, à la rigueur, des ravages de l'âge et des complexes de supériorité que présentent souvent les génies autoproclamés.

 

C'est Petit ça comme critique :P

 

jf

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Posted (edited)

:)

Du nouveau le 12 mai !!

 

 

 

Edited by jackbauer 2
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