La famille Star fournit une grande variété d’objets aux caractéristiques inhabituelles. Cependant, le type le plus exotique est celui des étoiles noires qui peuvent révéler les secrets du premier univers.
Voici un type d'étoile qui n'existe encore que dans les théories. On pense que les étoiles noires pourraient apparaître à un stade précoce du développement de l'univers, avant l'apparition des étoiles habituelles. De quoi s'agit-il et comment cela s'est-il passé?
En fait, les étoiles noires ne sont pas du tout noires. Très probablement, il s'agit de l'une des étoiles les plus grandes et les plus brillantes de l'espace. Mais les chercheurs n'ont pas encore réussi à en trouver.
Tous les objets observés dans l'univers entrent dans 5% de la matière ordinaire. Mais 26% sont affectés à la mystérieuse matière noire. Il n'émet pas de lumière, il n'est donc recherché que par des empreintes gravitationnelles (il fait le tour de galaxies massives). On pense que la matière noire a joué un rôle important dans la phase de formation stellaire précoce.
Les étapes de l'évolution des étoiles
La matière noire est le premier matériau qui a commencé à s'accumuler dans de grandes «taches». Il a été suivi par la matière ordinaire, créant de grandes grappes qui ont formé les premières générations d'étoiles et de galaxies.
Les premières étoiles sont apparues en raison de la fusion d'atomes d'hydrogène et d'hélium. Ils se sont accumulés dans des nuages à grande échelle, se sont refroidis et ont augmenté de densité, jusqu'à ce qu'ils s'enflamment. Cependant, si vous ajoutez de la matière noire à cette formule, la situation change. Les particules, comme le neutralino (l'une des particules potentielles de matière noire), pourraient commencer à entrer en collision et à se détruire, formant ainsi des quarks, des antiquarks et de la chaleur. Un tel annihilation de particules empêcherait simplement l'étoile de réduire sa taille. Ainsi, l’objet ne pourra pas atteindre la densité nécessaire au démarrage de la fusion nucléaire. De telles étoiles noires précoces peuvent atteindre 4-2000 a. e. Mais ce ne sont pas les "boules d'étoiles" habituelles, comme le Soleil, mais des nuages géants d'hydrogène et d'hélium.
Le modèle de distribution de la matière noire dans l’univers date de 13,6 milliards d’années.
En théorie, les étoiles noires restent chaudes, mais pas chaudes. La température de surface ne nous suffit pas pour les attraper dans le ciel à l'œil nu. Les chercheurs croient toujours qu'ils peuvent être trouvés avec des appareils spéciaux, car les étoiles noires doivent émettre des rayons gamma, des neutrinos, des particules d'antimatière et de la lumière infrarouge.
Si nous parlons de composition, il s’agit presque entièrement d’hydrogène avec un millième de matière noire. Mais même une petite quantité de matière noire est suffisante pour qu'une étoile noire reste un nuage à grande échelle pendant des millions et des milliards d'années. Lorsque les dernières particules annihileront, l'étoile commencera à rétrécir, car elle ne pourra plus neutraliser la force de gravité.
Pourquoi ne voyons-nous pas les étoiles noires? On pense qu’en fin de compte ils doivent tous s’effondrer dans des trous noirs. De plus, certains pensent que ce sont les étoiles noires qui sont devenues la source de trous noirs supermassifs. Le fait est que ces objets sont situés au centre des galaxies, où la plus grande densité de matière noire est observée.
Taille du plus grand trou noir connu
Il y a un sens dans cette théorie. Les chercheurs ne comprennent toujours pas comment des trous noirs énormes pourraient se former si rapidement. La principale limitation est imposée au taux d'accumulation en masse. En effet, au cours du premier milliard d'années, ces taux étaient beaucoup plus bas. Mais les étoiles noires dépassent la taille des étoiles ordinaires et sont donc capables de créer des trous noirs supermassifs. Si c'est le cas, les étoiles noires aideront à découvrir les secrets de la formation de trous noirs supermassifs. De plus, ils permettront une meilleure compréhension de la matière noire, dont une particule les sous-tend.
Les chercheurs ne peuvent pas dire avec certitude que les étoiles noires existent. Malheureusement, nous ne disposons pas d'un télescope suffisamment puissant pour regarder si loin (on pense que des étoiles noires sont apparues 80 à 200 millions d'années après le Big Bang). Les scientifiques espèrent toutefois que tout changera avec le lancement du télescope de James Webb en 2021.
